iOS 底层：深入解析类的实现

2024-01-01 02:27:15

一、基础概念

1. 理解：实例对象、类、元类、根元类

(1) 实例对象

实例对象是我们对类对象 alloc 或者 new 操作时所创建的，在这个过程中会拷贝实例所属类的成员变量，但并不拷贝类定义的方法。其中 cac 指针指向实例对象的第一个成员变量（结构体 objc_object），用于表示实例对象自身。

(2) 类

类是一个实例对象行为和结构的模板。它包含了实例对象的数据结构、方法列表以及继承关系等信息。类的 isa 指针指向元类，表示类的类型。

(3) 元类

元类是类的类，它了类的行为和结构。元类的 isa 指针指向根元类，表示元类的类型。

(4) 根元类

根元类是所有类的祖先类，它定义了所有类的通用行为和属性。根元类的 isa 指针指向自身，表示根元类的类型。

二、方法交换和方法重写

1. 方法交换

方法交换是指在运行时动态地交换两个方法的实现。这通常用于热修复、功能增强或调试等场景。方法交换的原理是修改方法的实现指针（IMP），使其指向另一个方法的实现。

2. 方法重写

方法重写是指在子类中重新定义父类的方法。重写后的方法具有相同的名称和签名，但不同的实现。子类重写的方法会覆盖父类的方法，在调用时会优先执行子类的方法。

三、关联对象

关联对象是一种将任意数据与对象关联起来的机制。它允许开发者为对象添加额外的属性和信息，而不修改对象的类定义。关联对象使用 objc_setAssociatedObject 和 objc_getAssociatedObject 函数进行操作。

四、方法执行

方法执行是 Objective-C 中调用方法的过程。它涉及到消息发送、方法查找和消息分发等一系列步骤。消息发送由 objc_msgSend 函数完成，方法查找根据消息中的选择器（方法名）在类和元类中进行搜索，消息分发则根据找到的方法的实现指针执行相应的方法。

五、示例代码

以下示例代码演示了方法交换和方法重写的实现：

// 方法交换
void exchangeMethods(Class class, SEL originalSelector, SEL newSelector) {
    Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSelector);
    Method newMethod = class_getInstanceMethod(class, newSelector);
    method_exchangeImplementations(originalMethod, newMethod);
}

// 方法重写
@implementation Subclass
- (void)overriddenMethod {
    // 自定义实现
}
@end