iOS 深度之旅：揭秘类的运行原理（上）

2023-10-21 08:30:11

探索 iOS 系统底层的奥秘：揭秘类的原理（上）

类的由来

在计算机科学中，类是一种抽象数据类型，它允许你创建具有相同行为和属性的对象。在 Objective-C 中，类是应用程序的基础构件，它定义了对象的属性和行为，并提供了访问这些属性和行为的方法。

类的创建

在 Objective-C 中，你可以使用 @interface 和 @implementation 来创建类。@interface 关键字用于声明类的接口，它定义了类的属性和方法。@implementation 关键字用于实现类的实现，它提供了方法的具体实现。

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSString *name;
@property (nonatomic, assign) NSInteger age;

- (void)sayHello;

@end

@implementation Person

- (void)sayHello {
    NSLog(@"Hello, my name is %@ and I am %ld years old.", self.name, self.age);
}

@end

类的继承

在 Objective-C 中，类可以继承其他类，这允许你重用其他类中的代码并创建新的类。例如，你可以创建一个 Student 类来继承 Person 类，它可以继承 Person 类中的属性和方法，并添加新的属性和方法来表示学生特有的信息。

@interface Student : Person

@property (nonatomic, strong) NSString *school;
@property (nonatomic, assign) NSInteger grade;

- (void)study;

@end

@implementation Student

- (void)study {
    NSLog(@"I am studying.");
}

@end

类的实例化

要创建一个类的实例，你可以使用 alloc 和 init 方法。alloc 方法分配内存并创建一个类的实例，init 方法初始化实例的属性。

Person *person = [[Person alloc] init];
person.name = @"John Doe";
person.age = 30;
[person sayHello]; // Hello, my name is John Doe and I am 30 years old.

类的本质

isa 指针

类的本质是 isa 指针。isa 指针指向一个指向元类的指针，元类是类的信息，它包含类的属性、方法、实例大小、类大小等信息。

Person *person = [[Person alloc] init];
NSLog(@"%p", person->isa); // 输出: 0x12345678

内存布局

类的实例在内存中是连续存储的，实例变量存储在实例的开头，方法指针存储在实例的尾部。

+----------------+
| 实例变量 1    |
+----------------+
| 实例变量 2    |
+----------------+
| ...             |
+----------------+
| 实例变量 n    |
+----------------+
| 方法指针 1   |
+----------------+
| 方法指针 2   |
+----------------+
| ...             |
+----------------+
| 方法指针 n   |
+----------------+