文章目录
  1. 1. isa指针
  2. 2. runtime 机制
    1. 2.0.1. runtime的应用
  3. 2.1. 相关函数
    1. 2.1.1. 增加
    2. 2.1.2. 获取
    3. 2.1.3. 替换
    4. 2.1.4. 其他常用方法

每个Objective-C对象都有一个隐藏的数据结构,这个数据结构是Objective-C对象的第一个成员变量,它就是isa指针。

isa指针

要认识什么是isa指针,我们得先明确一点:

在Objective-C中,任何类的定义都是对象。类和类的实例(对象)没有任何本质上的区别。任何对象都有isa指针。

那么什么是类呢?在xcode中用快捷键Shift+Cmd+O 打开文件objc.h 能看到类的定义:

可以看出:

Class 是一个 objc_class 结构类型的指针, id是一个 objc_object 结构类型的指针.

我们再来看看 objc_class 的定义:

稍微解释一下各个参数的意思:

isa:是一个Class 类型的指针. 每个实例对象有个isa的指针,他指向对象的类,而Class里也有个isa的指针, 指向metaClass(元类)。

元类保存了类方法的列表。当类方法被调用时,先会从本身查找类方法的实现,如果没有,元类会向他父类查找该方法。

同时注意的是:元类(metaClass)也是类,它也是对象。元类也有isa指针,它的isa指针最终指向的是一个根元类(root metaClass).根元类的isa指针指向本身,这样形成了一个封闭的内循环。

  • super_class:父类,如果该类已经是最顶层的根类,那么它为NULL。
  • version:类的版本信息,默认为0
  • info:供运行期使用的一些位标识。
  • instance_size:该类的实例变量大小
  • ivars:成员变量的数组

再来看看各个类实例变量的继承关系:

每一个对象本质上都是一个类的实例。其中类定义了成员变量和成员方法的列表。对象通过对象的isa指针指向类。

每一个类本质上都是一个对象,类其实是元类(meteClass)的实例。元类定义了类方法的列表。类通过类的isa指针指向元类。

所有的元类最终继承一个根元类,根元类isa指针指向本身,形成一个封闭的内循环。

runtime 机制

runtime:指一个程序在运行(或者在被执行)的状态。也就是说,当你打开一个程序使它在电脑上运行的时候,那个程序就是处于运行时刻。在一些编程语言中,把某些可以重用的程序或者实例打包或者重建成为“运行库”。这些实例可以在它们运行的时候被连接或者被任何程序调用。

objective-c中runtime:是一套比较底层的纯C语言API, 属于1个C语言库, 包含了很多底层的C语言API。 在我们平时编写的OC代码中, 程序运行过程时, 其实最终都是转成了runtime的C语言代码。

runtime的应用

  1. 动态创建一个类(比如KVO的底层实现)
  2. 动态地为某个类添加属性\方法, 修改属性值\方法
  3. 遍历一个类的所有成员变量(属性)\所有方法

实质上,以上的是通过相关方法来获取对象或者类的isa指针来实现的。

相关函数


增加

  • 增加函数: class_addMethod
  • 增加实例变量: class_addIvar
  • 增加属性:@dynamic标签,或者class_addMethod,因为属性其实就是由getter和setter函数组成
  • 增加Protocol:class_addProtocol

获取

  • 获取函数列表及每个函数的信息(函数指针、函数名等等): class_getClassMethod method_getName
  • 获取属性列表及每个属性的信息: class_copyPropertyList property_getName
  • 获取类本身的信息,如类名等:class_getName class_getInstanceSize
  • 获取变量列表及变量信息:class_copyIvarList

替换

  • 将实例替换成另一个类:object_setClass
  • 替换类方法的定义:class_replaceMethod

其他常用方法

  • 交换两个方法的实现:method_exchangeImplementations.
  • 设置一个方法的实现:method_setImplementation.