深入浅出 Runtime 学习基础之 isa 指针

Isa 指针：对象的灵魂

在 Objective-C 中，每个对象都拥有一个指向其类对象的指针，称为 Isa 指针。Isa 指针存储在对象的第一个成员变量中，它充当了对象灵魂的角色，承载着对象的类型信息。通过 Isa 指针，我们可以探知对象的类、元类、方法实现等关键信息，从而实现动态消息发送、继承和多态等特性。

对象方法的动态调用

当我们调用对象方法时，Isa 指针发挥着至关重要的作用。它引导消息发送过程，根据对象所属的类找到正确的方法实现。具体来说：

1. 编译器将方法调用编译为消息发送指令。
2. 运行时系统根据接收对象的 Isa 指针找到其类对象。
3. 在类对象中查找指定方法的实现。
4. 如果未找到，则沿 Isa 指针链向上查找元类对象，直至找到方法实现或到达根元类对象。

继承和多态的基石

Isa 指针是继承和多态的基石。在继承中，子类对象的 Isa 指针指向其父类对象，而父类对象的 Isa 指针指向其元类对象。这种层级关系使子类能够继承父类的属性和方法，同时也能重写父类方法，实现多态行为。

示例代码

// 定义一个 Person 类
@interface Person : NSObject
- (void)sayHello;
@end

// 实现 Person 类
@implementation Person
- (void)sayHello {
    NSLog(@"Hello from Person");
}
@end

// 定义一个 Student 类，继承自 Person 类
@interface Student : Person
- (void)study;
@end

// 实现 Student 类
@implementation Student
- (void)study {
    NSLog(@"Study hard");
}
@end

// 创建一个 Student 对象
Student *student = [[Student alloc] init];

// 调用对象方法
[student sayHello]; // 输出："Hello from Person"
[student study]; // 输出："Study hard"

Isa 指针揭秘

在 Objective-C 运行时中，我们可以通过 object_getClass() 函数获取对象的 Isa 指针。以下示例演示了如何使用该函数：

// 获取 Student 对象的 Isa 指针
Class isa = object_getClass(student);

// 打印 Isa 指针的值
NSLog(@"Student's Isa pointer: %p", isa);

输出：

Student's Isa pointer: 0x12345678

Isa 指针的值是一个内存地址，指向了 Student 类的类对象。我们可以通过该地址进一步获取有关 Student 类的信息，例如其父类、方法列表等。

总结

Isa 指针是 Objective-C 运行时中的核心概念，它承载着对象的类型信息，在对象方法调用、继承和多态等方面发挥着至关重要的作用。通过深入理解 Isa 指针，我们可以更透彻地了解 Objective-C 的动态特性和运行时机制。