【OC底层】OC对象本质,如 isa, super-class
Objective-C的本质
2、在OC中的所有面向对象的实现，都是基于C/C++的数据结构实现的
3、将Objective-C代码转换为C\C++代码
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc OC源文件 -o 输出的CPP文件
注:如果需要链接其他框架,使用-framework参数。比如-framework UIKit
一个OC对象在内存中是如何布局的?
NSObject基类的实现：
子类的实现：
子类的拆解：
1、在OC中的对象，就是 C++中的 struct来实现的
2、每个OC对象中都会有一个 isa 的指针，isa指向的是 objc_class 结构体，如下（旧版OC原码）：
通过代码可以看得出在OC2 中已经不能通过 objc_method_list 之类的方式获取方法名、实例、协议之类的了，需要使用新的方法获取
思路：自定义一个和oc源码中 objc_class 结构一样的结构体，然后将对象的isa 强转成我们自定义的那个，再去调用
如下是OC中objc_class的源码（新版OC原码）：
新的OC版本中方法、属性、协议相关数据都存在了 bits
通过 bits.data() 返回 class_rw_t 结构，如下：
bits.data() 的实现：
其中需要 通过 & FAST_DATA_MASK 才能获取到真实的地址
整体数据结构图：
OC对象的分类
Objective-C对象主要分为以下3类：
1> instance对象（实例对象）
2> class对象（类对象）存储实例方法列表等信息
3> meta-class对象（元类对象）存储类方法列表等信息
注：一个类只会有一个类对象，一个元类对象，可以有多个实例对象
通过下面的代码可以分别获取3种对象：
NSObject* obj = [[NSObject alloc]init]; const char* className = [@"NSObject" cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]; // 实例对象 NSLog(@"instance: %p",obj); // 类对象 NSLog(@"NSObject class: %p", [NSObject class]); // 同上 NSLog(@"obj class: %p", [obj class]); // 如果传实例对象，获取到的还是类对象 NSLog(@"get class: %p", object_getClass(obj)); // 通过类名获取类对象 NSLog(@"objcClass: %p", objc_getClass(className)); // 元类对象 // 必需要传入类对象才能获取元类对象 NSLog(@"meta-class: %p", object_getClass([obj class])); // 通过类名获取元类对象 NSLog(@"objcMetaClass: %p", objc_getMetaClass(className)); // 判断是否是metaClass NSLog(@"isMetaClass1:%i",class_isMetaClass([NSObject class])); // 0 NSLog(@"isMetaClass2:%i",class_isMetaClass([[NSObject class] class])); // 0 NSLog(@"isMetaClass3:%i",class_isMetaClass(object_getClass([NSObject class]))); // 1
输出：
2018-09-27 14:39:37.363 OC_isa_supclass[1350:102454] instance: 0x100202b50 2018-09-27 14:39:37.364 OC_isa_supclass[1350:102454] NSObject class: 0x7fff760140f0 2018-09-27 14:39:37.364 OC_isa_supclass[1350:102454] obj class: 0x7fff760140f0 2018-09-27 14:39:37.364 OC_isa_supclass[1350:102454] get class: 0x7fff760140f0 2018-09-27 14:39:37.365 OC_isa_supclass[1350:102454] objcClass: 0x7fff760140f0 2018-09-27 14:39:37.365 OC_isa_supclass[1350:102454] meta-class: 0x7fff76014118 2018-09-27 14:39:37.365 OC_isa_supclass[1350:102454] objcMetaClass: 0x7fff76014118
2018-09-27 14:49:27.746 OC_isa_supclass[1360:106109] isMetaClass1:0
2018-09-27 14:49:27.746 OC_isa_supclass[1360:106109] isMetaClass2:0
2018-09-27 14:49:27.746 OC_isa_supclass[1360:106109] isMetaClass3:1
1> 需要注意的是 object_getClass 方法，当传入的是实例对象，就会返回类对象，如果传入的是类对象就会返回元类对象
2> 还有一点就是 [[NSObject class] class] 这样是获取不到元类对象的，这样获取到的还是类对象
3> 另外里面还有两个 objc_ 开头的方法，分别是获取类对象和元类对象，但它是传入类名字符串就可以了，需要转换成 C语言的char
1、instance对象
它们是不同的两个对象,分别占据着两块不同的内存
instance对象在内存中保存的信息包括：
1> isa指针
2> 其它成员变量
2、class对象
NSObject类对象只有一个，所有实例对象的class属性获取到的都是同一个类对象
class对象在内存中存储的信息主要包括：
1> isa指针
2> superclass指针
3> 类的属性信息（@property）、类的对象方法信息（instance method）
4> 类的协议信息（protocol）、类的成员变量信息（ivar）
....
3、meta-class对象
每个类在内存中有且只有一个meta-class对象
meta-class对象在内存中存储的信息主要包括：
1> isa指针
2> superclass指针
3> 类的类方法信息（class method）
...
注：class 对象和 meta-class 对象都是 Class 类型的，它们其实结构都是一样的，class对象中一样会包含 类方法，只不过那个类方法是 空的而已。
同样，meta-class对象中也有 类的属性、对象方法、协议、成员变量，不过那些对应的值也都是空
isa指针
上面我们通过源码可以看到每个对象都有一个 isa 指针，isa指针作用是干嘛的呢？
通过上图可以看出：
1> instance的isa指向class
当调用对象方法时，通过instance的isa找到class，最后找到对象方法的实现进行调用
2> class的isa指向meta-class
当调用类方法时，通过class的isa找到meta-class，最后找到类方法的实现进行调用
class对象的superclass指针
superclass是用于找父类的，比如子类调用某个方法，如果子类中没有，就会去父类找，底层就是通过superclass找到父类的，如下图：
当Student的instance对象要调用Person的对象方法时，会先通过isa找到Student的class，然后通过superclass找到Person的class，最后找到对象方法的实现进行调用
meta-class对象的superclass指针
meta-class中的superclass基本和 class对象中的一样，不过有一点点区别，如图：
当Student的class要调用Person的类方法时，会先通过isa找到Student的meta-class，然后通过superclass找到Person的meta-class，最后找到类方法的实现进行调用
有什么区别呢？从这图可能看不出来，区别就是如果基类的meta-class中都找不到类方法，那么它就会去从基类对象里面去找对象方法，OC的底层其实是不区分 对象方法与类方法的。
isa、superclass总结
这张图能够清楚的描述 isa和superclass的作用和关系,下面是备注了一下，看得更加懂点。
- instance的isa指向的是class对象
- class的isa指向的是meta-class对象
- 所有的meta-class的isa指向的都是基类的meta-class对象（重点）
- class的superclass指向的是父类的class对象，如果没有父类，superclass指针为nil
- meta-class的superclass指向的是父类的meta-class对象
- 基类的meta-class的superclass指向的是基类的class对象（重点）
instance调用对象方法的轨迹：
实例对象会先通过isa找到class对象，判断里面有没有要调用的方法，如果有就直接调用，没有就会通过class对象中的superclass找到父类，然后在父类中判断是否有该方法，如果还没有就接着往上找。
class调用类方法的轨迹：
isa找meta-class，方法不存在，就通过superclass找父类，最后基类mate-class也没有的话还会去基类对象找，这样就会导致调用类方法可能会去调用实例对象的方法
isa指针的一些问题
上面已经说到了instance对象的isa指针指向的是class对象，那就是说instance对象的isa指针内存地址是不是就是class对象的内存地址呢？
如果在以前的32位系统中确实如此，在64位系统中不是的，里面有一个点操作， ISA_MASK
其中arm64和x86架构的这个 ISA_MASK的偏移地址是不一样的，如下图：
class、meta-class对象的本质结构都是struct objc_class，如下图：
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本文参考借鉴MJ的教程视频，非常感谢.
