类对象的底层探索（下）

获取类对象中的成员变量

经过上篇文章的探索，我们知道属性列表，实例方法列表以及协议方法列表存放在类对象的class_rw_t这样的一个结构体中，那么成员变量存放在哪呢？我们继续进行探索，我们发现在class_rw_t中有一个返回class_ro_t结构体指针的方法： 我们还是通过上篇文章探索方法列表的方式对成员变量进行探索：

Person类的成员变量和属性如下： 也就是说成员变量存放在class_ro_t这么一个结构体中。那么为什么要将它们分开存放呢？

class_rw_t，class_ro_t，class_ro_ext_t

class_ro_t的结构体是在编译阶段生成的。当类从磁盘中加载出来的时候，属性，方法和协议方法等一些其他的信息都存在其中，这里边的东西是不可变的。class_rw_t则是在运行时阶段生成的，它会把ro中可能会更改的东西拿过来存储其中。当在运行时阶段，我们可能会动态的添加一些信息，比如方法，属性，这时候就会生成一个叫做class_ro_ext_t的结构体把需要更改的从class_ro_t中提取出来存放在里面。这样一来可变的存在一个地方，不可变的存在一个地方，而且也节省了空间。

苹果设计元类的原因

OC中方法调用的本质就是消息机制objc_msgSend(接收者,方法名)，当我们调用方法的时候，系统就会去该接收者的isa指针指向的对象中去查找方法。如果接收者是实例对象，则会去类对象中根据方法名查找方法实现，如果接收者是类对象，则会去元类中进行查找。消息发送最需要的就是速度要快，如果我们在这个方法调用的底层写逻辑判断势必会影响执行速度。这也体现了单一职责，类对象存储实例实例方法以及成员变量等，元类存储类方法。所以苹果设计元类最大的目的就是复用消息机制。

为什么成员变量的值要放在实例对象中，而成员变量放在类对象中。

因为类对象只有一个，而实例对象会有很多个，而这些实例对象的成员变量的值都可能会是不同的。所以类对象就好似一个模板，来规定如何去实例化一个实例对象。

通过runtime api获取成员变量，属性以及方法

类结构如下：

获取成员变量列表

- (void)getIvarList:(Class)cls {
    unsigned int outcount = 0;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList(cls, &outcount);
    for (int i = 0; i < outcount; i++) {
        Ivar ivar = ivars[i];
        const char *cName = ivar_getName(ivar);
        const char *cType = ivar_getTypeEncoding(ivar);
        NSLog(@"name = %s type = %s", cName, cType);
    }
    free(ivars);
}

//调用
[self getIvarList:[Person class]];

结果：

2022-04-28 20:44:16.648612+0800 LearnTest[39000:5243491] name = _hobby type = @"NSString"
2022-04-28 20:44:16.648676+0800 LearnTest[39000:5243491] name = _age type = i
2022-04-28 20:44:16.648710+0800 LearnTest[39000:5243491] name = _name type = @"NSString"

获取属性列表

- (void)getIvarList:(Class)cls {
    unsigned int outCount = 0;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList(cls, &outCount);
    for (int i = 0; i < outCount; i++) {
        Ivar ivar = ivars[i];
        const char *cName = ivar_getName(ivar);
        const char *cType = ivar_getTypeEncoding(ivar);
        NSLog(@"name = %s type = %s", cName, cType);
    }
    free(ivars);
}

// 调用
[self getPropertyList:[Person class]];

结果：

2022-04-28 21:04:44.981982+0800 LearnTest[39110:5258890] name = name attr = T@"NSString",&,N,V_name
2022-04-28 21:04:44.982026+0800 LearnTest[39110:5258890] name = age attr = Ti,N,V_age

获取方法列表

- (void)getMethodList:(Class)cls {
    unsigned int outCount = 0;
    Method *methods = class_copyMethodList(cls, &outCount);
    for (int i = 0; i < outCount; i++) {
        Method method = methods[i];
        SEL sel = method_getName(method);
        NSString *selString = NSStringFromSelector(sel);
        const char *type = method_getTypeEncoding(method);
        NSLog(@"name = %@, type = %s", selString, type);
    }
    free(methods);
}

// 调用：
[self getMethodList:[Person class]];

结果：

2022-04-28 21:30:28.098241+0800 LearnTest[39254:5275792] name = instanceMethod, type = v16@0:8
2022-04-28 21:30:28.098297+0800 LearnTest[39254:5275792] name = name, type = @16@0:8
2022-04-28 21:30:28.098353+0800 LearnTest[39254:5275792] name = setName:, type = v24@0:8@16
2022-04-28 21:30:28.098388+0800 LearnTest[39254:5275792] name = age, type = i16@0:8
2022-04-28 21:30:28.098414+0800 LearnTest[39254:5275792] name = setAge:, type = v20@0:8i16
2022-04-28 21:30:28.098449+0800 LearnTest[39254:5275792] name = .cxx_destruct, type = v16@0:8

那么我们要获取类方法呢，只需要将类对象换成元类对象即可：

调用：
[self getMethodList:objc_getMetaClass("Person")];

结果：

2022-04-28 21:39:12.461387+0800 LearnTest[39302:5282575] name = classMethod, type = v16@0:8

我们来看以下的例子，为啥获取类方法通过class_getInstanceMethod也可以获得？ 我们来看看class_getClassMethod的源码： 可以看到，它也调用的是class_getInstanceMethod方法，只是参数变为了元类而已。所以说明在苹果的底层是不区分实例方法和类方法的，也更能说明苹果设计元类的目的并不只是为了存储类方法。

我们再来看以下的例子，为什么两个找不到方法的两个例子却返回了相同的地址：

我们再去找class_getMethodImplementation的源码：

注意那个_objc_msgForward方法，这个我们将会在消息发送的探索中进行讲解。