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iOS OC类底层bits分析（上）

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iOS OC 类底层 bits 分析（上）

OC 类对象结构简介

在探讨 OC 类的内部结构之前，我们需要先了解一下 OC 类对象的结构。OC 类对象是一个包含有关类本身信息的数据结构，类似于 C++ 中的类模板。类对象的布局因平台和架构的不同而有所差异。

在 iOS 上，类对象通常具有以下结构：

struct objc_class {
    Class isa; // 指向自身类型的指针
    const char *name; // 类名
    long version; // 类版本号
    long info; // 类信息
    long instance_size; // 实例大小
    long ivar_layout; // 实例变量布局
    long weak_ivar_layout; // 弱引用实例变量布局
    const char **method_names; // 方法名列表
    const void **method_imp; // 方法实现列表
    const char **properties; // 属性列表
    const char **ivars; // 实例变量列表
    const int *ivar_offsets; // 实例变量偏移量列表
    const int *weak_ivar_offsets; // 弱引用实例变量偏移量列表
    void *protocols; // 遵循的协议列表
    void *superclass; // 父类
    void *cache; // 缓存数据
    void *vtable; // 虚函数表
};

类对象布局详解

类名和版本：

  • name 字段存储着类名，是一个 C 风格字符串。
  • version 字段存储着类的版本号，用于区分不同版本的类。

实例大小：

  • instance_size 字段存储着该类实例的大小，单位为字节。

方法列表和属性列表：

  • method_names 和 method_imp 字段分别存储着该类的所有方法名和方法实现。
  • properties 字段存储着该类的所有属性。

实例变量布局：

  • ivar_layout 字段存储着该类的所有实例变量的布局信息。
  • ivar_offsets 字段存储着每个实例变量的偏移量，单位为字节。

弱引用实例变量布局：

  • weak_ivar_layout 字段存储着该类的所有弱引用实例变量的布局信息。
  • weak_ivar_offsets 字段存储着每个弱引用实例变量的偏移量，单位为字节。

协议和父类：

  • protocols 字段存储着该类遵循的所有协议。
  • superclass 字段存储着该类的父类。

缓存和虚函数表：

  • cache 字段存储着该类的缓存数据，用于优化方法调用。
  • vtable 字段存储着该类的虚函数表，用于动态绑定。

isa 指针

isa 指针是一个指向类对象的指针，存储在每个 OC 对象的第一个成员变量中。通过 isa 指针，我们可以获取有关该对象所属类的所有信息。

我们可以使用 LLDB 命令 p $object->isa 来查看一个 OC 对象的 isa 指针指向的类对象。

小结

通过了解 OC 类对象的结构，我们可以更好地理解 OC 类的底层实现机制。在下一篇文章中，我们将继续深入探讨 OC 类的 bits 分析，重点关注实例变量和方法实现的存储结构。

常见问题解答

  1. OC 类对象的结构在不同的平台和架构上是否相同？

    • 不完全相同，不同的平台和架构可能略有差异。

  2. 类名是如何存储在类对象中的？

    • 以 C 风格字符串的形式存储在 name 字段中。

  3. 实例变量是如何布局的？

    • 实例变量按照声明顺序连续存储，偏移量存储在 ivar_offsets 字段中。

  4. 弱引用实例变量与普通实例变量有什么区别？

    • 弱引用实例变量不会使对象保持活动状态，而普通实例变量会。

  5. isa 指针指向什么？

    • isa 指针指向该对象所属类的类对象。