iOS——Objective-C 对象的结构分析
iOS——Objective-C 对象的结构分析
通过分析对象的本质得知实例对象的isa指向类对象，那类对象的isa呢，我们接下来就对 isa 的流程进行分析。
一、 lldb 探索isa
定义一个 SHPerson 对象，在 main 函数初始化并断点调试。
lldb打印结果如下：
- 第一次打印是person的内存分布，并且 0x000021a1000080e9(isa) & 0x0000000ffffffff8ULL，得到person的isa指向的内存地址为0x00000001000080e8且名为SHPerson的class对象。
- 第二次打印是class对象的内存分布，并且 0x00000001000080c0(isa) & 0x0000000ffffffff8ULL，得到的内存地址为 0x00000001000080c0，po打印的结果是名为SHPerson的calss对象。
- 对比第一次第二次的打印，两个分别为0x00000001000080e8和0x00000001000080c0的内存地址，打印的出来的class对象的名称是一样的。
- 第三次是打印0x00000001000080c0的内存分布，并且 0x00000001003790f0(isa) & 0x0000000ffffffff8ULL，得到的内存地址为 0x00000001003790f0，po打印的结果是名为NSObject的calss对象。
- 再对比前两次的打印，发现是不一样的，0x00000001003790f0和0x00000001000080e8、0x00000001000080c0打印出来的class对象名称是不一样的。
- 第四次是打印0x00000001003790f0的内存分布，这次发现拿到的 isa 竟然和它一样本身一样，说明0x00000001003790f0的isa指向的是它自己本身。
接下来，将对这三个内存地址进行研究：
0x00000001000080e8
0x00000001000080c0
0x00000001003790f0
当然，这个内存地址是可能会变的，具体需要自己根据断点进行lldb打印。
二、烂苹果（MachOView）查看符号表，推导出类对象，元类对象，根元类对象。
使用MachOView打开代码的可执行文件(exec)。
找到符号表，并且滚动到黄褐色的部分。
发现，00000001000080E8，
00000001000080C0的内存地址不就是上面提到要研究的么，再根据value这一列的值，就可以得知，0x00000001000080e8是类对象，
0x00000001000080c0是元类对象，那么0x00000001003790f0是什么？
0x00000001003790f0是一个叫根元类对象的东西。
总结如下：
实例对象的isa指向类对象，类对象的isa指向元类对象，元类对象的isa指向根元类对象，根元类对象的isa指向的是自己本身。
三、类对象，元类对象，根元类对象的继承链
类对象，元类对象，根元类对象是否也有继承链呢？如果有，是怎么样的一个继承链呢？添加一个继承至SHPerson的SHStudent类。
并且为了方便理解，下面暂时先把SHStudent比作子类（subClass），SHPerson比作父类（superClass），NSObject比作根类（rootClass）。
1. runtime部分API介绍。
导入 #import <objc/runtime.h>
- object_getClass: 传一个对象，返回这个对象的类对象。
- class_getSuperclass: 传一个类，返回类的父类。
- objc_getClass: 传一个类名称，返回对应的类对象。
- objc_getMetaClass: 传一个类名称，返回对应的元类对象。
objc_getClass和objc_getMetaClass先作为了解，因为object_getClass就可以拿到类对象，元类对象，根元类对象，并且，更多runtime的API官方文档都有介绍。以下探索主要用到object_getClass和class_getSuperclass。
2. 使用 runtime API 打印输出
//1. 子类的instance对象isa流程和继承链。
NSLog(@"子类(SHStudent)打印");
SHStudent *student = [[SHStudent alloc] init];
// class对象
Class class_student = object_getClass(student);
// metaclass对象
Class metaclass_student = object_getClass(class_student);
// rootMetaclass对象
Class rootMetaclass_student = object_getClass(metaclass_student);
NSLog(@"class_student : %@ - %p",class_student, class_student);
NSLog(@"metaclass_student : %@ - %p",metaclass_student, metaclass_student);
NSLog(@"rootMetaclass_student: %@ - %p",rootMetaclass_student, rootMetaclass_student);
NSLog(@"------------------");
// class对象的superclass对象
Class superclass_student = class_getSuperclass(class_student);
// metaclass对象的superclass对象
Class superMetaclass_student = class_getSuperclass(metaclass_student);
// rootMetaclass对象的superclass对象
Class superRootMetaclass_student = class_getSuperclass(rootMetaclass_student);
NSLog(@"superclass_student : %@ - %p",superclass_student, superclass_student);
NSLog(@"superMetaclass_student : %@ - %p",superMetaclass_student, superMetaclass_student);
NSLog(@"superRootMetaclass_student: %@ - %p",superRootMetaclass_student, superRootMetaclass_student);
//2. 父类的instance对象isa流程和继承链。
NSLog(@"");
NSLog(@"父类(SHPerson)打印");
SHPerson *person = [[SHPerson alloc] init];
// class对象
Class class_person = object_getClass(person);
// metaclass对象
Class metaclass_person = object_getClass(class_person);
// rootMetaclass对象
Class rootMetaclass_person = object_getClass(metaclass_person);
NSLog(@"class_person : %@ - %p",class_person, class_person);
NSLog(@"metaclass_person : %@ - %p",metaclass_person, metaclass_person);
NSLog(@"rootMetaclass_person: %@ - %p",rootMetaclass_person, rootMetaclass_person);
NSLog(@"------------------");
// class对象的superclass对象
Class superclass_person = class_getSuperclass(class_person);
// metaclass对象的superclass对象
Class superMetaclass_person = class_getSuperclass(metaclass_person);
// rootMetaclass对象的superclass对象
Class superRootMetaclass_person = class_getSuperclass(rootMetaclass_person);
NSLog(@"superclass_person : %@ - %p",superclass_person, superclass_person);
NSLog(@"superMetaclass_person : %@ - %p",superMetaclass_person, superMetaclass_person);
NSLog(@"superRootMetaclass_person: %@ - %p",superRootMetaclass_person, superRootMetaclass_person);
//3. 根类的instance对象isa流程和继承链。
NSLog(@"");
NSLog(@"根类(NSObject)打印");
NSObject *object = [[NSObject alloc] init];
// class对象
Class class_object = object_getClass(object);
// metaclass对象
Class metaclass_object = object_getClass(class_object);
// rootMetaclass对象
Class rootMetaclass_object = object_getClass(metaclass_object);
NSLog(@"class_object : %@ - %p",class_object, class_object);
NSLog(@"metaclass_object : %@ - %p",metaclass_object, metaclass_object);
NSLog(@"rootMetaclass_object: %@ - %p",rootMetaclass_object, rootMetaclass_object);
NSLog(@"------------------");
// class对象的superclass对象
Class superclass_object = class_getSuperclass(class_object);
// metaclass对象的superclass对象
Class superMetaclass_object = class_getSuperclass(metaclass_object);
// rootMetaclass对象的superclass对象
Class superRootMetaclass_object = class_getSuperclass(rootMetaclass_object);
NSLog(@"superclass_object : %@ - %p",superclass_object, superclass_object);
NSLog(@"superMetaclass_object : %@ - %p",superMetaclass_object, superMetaclass_object);
NSLog(@"superRootMetaclass_object: %@ - %p",superRootMetaclass_object, superRootMetaclass_object);
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3. lldb打印分析
红色箭头代表类对象的继承链，黄色箭头代表元类对象的继承链，绿色箭头代表根元类对象的继承链。
从图得知：
- 子类的类对象的父类，是父类的类对象，父类的类对象的父类，是根类的类对象，根类的类对象为nil。
- 子类的元类对象的父类，是父类的元类对象，父类的元类对象的父类，是根类的元类对象，根类的元类对象的父类，是根类的类对象。
结合下面的一张很经典的图，就更清楚了。
这种是一张广为流传并且很经典的图，这张图描述isa的流程以及class的继承链，通过以上的分析再来看这种图就有种豁然开朗的感觉，以前总看不懂这张。
其实不管是子类、父类、根类isa的流程和类的继承链都基本是一样的，真正的不同在于根元类对象(rootMetaclass)这个地方，isa的流程到这儿，isa指针再怎么指都是根元类对象自己，并且根元类对象的父类是根类，而根类对象的父类是一个nil。
原文链接：https://juejin.cn/post/7038460181121859597
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