刚开始接触Objective-C语言的时候,看到说到的最多的概念就是「类和对象」。最初的认识停留在把类实例化就变成对象了,天真认为只存在类与对象两种。
其实,存在三种类型(高富美)的对象,分别是实例对象、类对象、元类对象。经常挂在嘴边的「类与对象」在本质上只是指类对象与实例对象。说了这么多对象,可就没有一个属于单身狗的( ̄▽ ̄)*。
实例对象是通过类alloc出来的对象,一个实例对象占用一块内存。在上篇文章中,讲解了一个NSObject对象的内存布局,得知一个实例对象存储着isa指针和其他成员变量,其中存储的成员变量确切的讲,是存储成员变量的赋值。 其中,isa指向该实例对象的地址,是实例对象编译后的结构体中的第一个成员变量。
@interface JLDog: NSObject { int _age; } @end @implementation JLDog @end // 实例对象调用 JLDog *dog = [[JLDog alloc] init]; dog->_age = 3;
实例对象的内存分配
每一个类在内存有且只有一个类对象,一个类对象可以实例化N个实例对象。
具体使用如下所示:
NSObject *object1 = [[NSObject alloc] init]; NSObject *object2 = [[NSObject alloc] init]; Class objectClass1 = [object1 class]; Class objectClass2 = [object2 class]; Class objectClass3 = object_getClass(object1); Class objectClass4 = object_getClass(object2); Class objectClass5 = [NSObject class]; // 打印一下一个实例对象所对应的类对象的地址 NSLog(@"%p %p", object1, object2); NSLog(@"%p %p %p %p %p", objectClass1, objectClass2, objectClass3, objectClass4, objectClass5);
打印结果如下所示:
// 实例对象所对应的地址如下所示: 0x1004068e0 0x100405dc0 // 类对象的地址如下所示: 0x7fffe7295140 0x7fffe7295140 0x7fffe7295140 0x7fffe7295140 0x7fffe7295140
通过打印的结果得知,实例对象所对应的类对象的地址都是唯一确定的。
在上面举例中,用到了两个获取类对象的方法:
具体看一下上述两个方法的源码实现。
+ (Class)class { return self; }
该类方法中直接返回当前类对象。
- (Class)class { return object_getClass(self); } Class object_getClass(id obj) { if (obj) return obj->getIsa(); else return Nil; }
实例方法-(void)class
与 object_getClass
指向的是同一实现,都是返回当前对象中isa所指向的对象。实例对象的isa都指向类对象,所以控制台打印的结果得以验证。
类对象存储的数据结构
说起元类对象,相较于上面两种而言,不是很熟悉,元类对象没有显式的创建过程,用一句不太准确的话概括就是元类对象是类对象的类对象。不过,不用着急,后面的内容会慢慢揭开元类对象的神秘面纱。
Class objectMetaClass = object_getClass([NSObject class]);
BOOL isMetaClass = class_isMetaClass(objectMetaClass);
关于class_isMetaClass
源码如下:
BOOL class_isMetaClass(Class cls) { if (!cls) return NO; return cls->isMetaClass(); } bool isMetaClass() { assert(this); assert(isRealized()); return data()->ro->flags & RO_META; }
@property (nonatomic, strong, class) NSString *name;
元类对象存储
在官方开发文档中,找到下面这张用于阐释实例对象、类对象、元类对象三者的关系图。通过图片可以得知,是沿着两条主线讲解,一个是isa,一个是superClass,后续的内容也将围绕这两条主线讲解这三种对象的关系。
isa&superClass.png
isa1.png
@interface JLDog : JLAnimal @end @implementation JLDog @end // instance JLDog *oneDog = [[JLDog alloc] init]; // class Class oneDogClass = [JLDog class]; // meta-class Class oneDogMetaClass = object_getClass(oneDogClass);
通过图片和上述实例代码得知,实例对象的isa指向该实例对象对应的类对象,类对象的isa指向该类对象所对应的元类对象,环环相扣。
metaClass.png
void testISAForMetaClass() { // 基类地址 Class rootClass = [NSObject class]; NSLog(@"rootClass - %p", rootClass); // 基类的元类对象 Class rootMetaClass = object_getClass([NSObject class]); NSLog(@"rootMetaClass - %p", rootMetaClass); // 基类元类对象的元类对象 Class rootRootMetaClass = object_getClass(rootMetaClass); NSLog(@"rootRootMetaClass - %p", rootRootMetaClass); // JLAnimal的元类对象 Class animalMetaClass = object_getClass([JLAnimal class]); NSLog(@"animalMetaClass's meta class - %p", object_getClass(animalMetaClass)); // JLDog的元类对象 Class dogMetaClass = object_getClass([JLDog class]); NSLog(@"dogMetaClass's meta class - %p", object_getClass(dogMetaClass)); }
打印的结果如下:
rootClass - 0x7fff89e066c0 rootMetaClass - 0x7fff89e06698 rootRootMetaClass - 0x7fff89e06698 animalMetaClass's meta class - 0x7fff89e06698 dogMetaClass's meta class - 0x7fff89e06698
通过上图中的走势线1、2可知,元类对象的isa都指向基类的元类对象,由走势线3可知,基类的元类对象的isa指向自身。
isa-class.png
class-superclass.png
@interface JLAnimal : NSObject @end @implementation JLAnimal @end @interface JLDog : JLAnimal @end @implementation JLDog @end void testSuperClass() { Class dogClass = [JLDog class]; NSLog(@"JLDog class = %p", dogClass); Class animalClass = [JLAnimal class]; NSLog(@"JLAnimal class = %p", animalClass); Class dogSuperClass = class_getSuperclass(dogClass); NSLog(@"JLDog's super class = %p", dogSuperClass); Class animalSuperClass = class_getSuperclass(animalClass); NSLog(@"JLAnimal's super class = %p", animalSuperClass); Class objClass = [NSObject class]; NSLog(@"NSObject class = %p", objClass); }
打印结果如下:
JLDog class = 0x10e3fb410 JLAnimal class = 0x10e3fb3c0 JLDog's super class = 0x10e3fb3c0 JLAnimal's super class = 0x7fff89e066c0 NSObject class = 0x7fff89e066c0
通过上述代码段和图片可知,JLDog的父类是JLAnimal, JLAnimal的父类是NSObject。
metaclass-superclass.png
void testMetaSuperClass() { Class dogMetaClass = object_getClass([JLDog class]); NSLog(@"JLDog meta class = %p", dogMetaClass); Class animalMetaClass = object_getClass([JLAnimal class]); NSLog(@"JLAnimal meta class = %p", animalMetaClass); Class dogMetaSuperClass = class_getSuperclass(dogMetaClass); NSLog(@"JLDog meta class's super class = %p", dogMetaSuperClass); Class animalMetaSuperClass = class_getSuperclass(animalMetaClass); NSLog(@"JLAnimal's super class = %p", animalMetaSuperClass); Class objMetaClass = object_getClass([NSObject class]); NSLog(@"NSObject meta class = %p", objMetaClass); Class objMetaSuperClass = class_getSuperclass(objMetaClass); NSLog(@"NSObject meta class's superClass = %p", objMetaSuperClass); Class objClass = [NSObject class]; NSLog(@"NSObject class = %p", objClass); }
打印结果如下:
JLDog meta class = 0x1041b6488 JLAnimal meta class = 0x1041b6438 JLDog meta class's super class = 0x1041b6438 JLAnimal's super class = 0x7fff89e06698 NSObject meta class = 0x7fff89e06698 NSObject meta class's superClass = 0x7fff89e066c0 NSObject class = 0x7fff89e066c0
其中:
NSObject meta class's superClass = 0x7fff89e066c0 NSObject class = 0x7fff89e066c0
由上图可知,JLDog的元类对象superclass指向JLAnimal的元类对象,其中,基类的元类对象的superclass指向基类对象。
superClass.png
当JLDog的实例对象调用JLAnimal的方法时,会先通过isa找到类对象JLDog,然后通过superclass找到类对象JLAnimal,最后找到对象方法进行调用。
通过上面的分析,将NSObject对象分成了实例对象、类对象和元类对象,进而了解了不同对象中的职责和存储的信息不同,从而对NSObject对象有了更深层次的了解。
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