iOS底层原理-类的原理探究【上】
2023-09-01 02:46:41
深入探究 Objective-C 类：从源代码到底层原理
简介
在 iOS 开发的世界中，类是至关重要的构建模块，它们是程序的基础。然而，我们对类的理解是否足够深入？本文将深入探究类的奥秘，从源代码和底层原理的角度展开分析，帮助你全面掌握 Objective-C 中类的本质。
源代码分析
从源代码入手，一个类通常由两个部分组成：头文件和实现文件。头文件定义了类的接口，包括属性和方法，而实现文件则实现了这些接口。
头文件
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *name;
- (void)sayHello;
@end
实现文件
@implementation Person
- (void)sayHello {
NSLog(@"Hello, my name is %@", self.name);
}
@end
编译后，头文件和实现文件将被编译成相应的 .h 和 .m 文件，然后链接到可执行文件中。
ISA 分析
ISA（Instance Specific Allocation）是类的一个关键属性，它指向该类的元类。元类也是一个类，但它是该类本身，而不是类的实例。
id isa;
每个 Objective-C 对象都包含一个 isa 指针，指向该对象的类。这个 isa 指针实际上是一个指向元类的指针。
元类
元类是一个特殊类型的类，它代表该类本身。每个类都有一个对应的元类，而元类的 isa 指针指向 NSObject 的元类。
// 类对象 isa 指向其元类
@interface Person : NSObject {}
@end
@implementation Person {}
+ (instancetype)alloc { return self; }
+ (instancetype)new { return self; }
@end
// 元类 isa 指向 NSObject 元类
@interface Person (Meta) {}
@end
@implementation Person (Meta) {}
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone {
return Person.class;
}
@end
继承链
当一个类继承另一个类时，子类的 isa 指针指向父类的元类。父类的元类又指向其父类的元类，以此类推，最终指向 NSObject 的元类。
Person.isa -> Person (Meta).isa -> NSObject (Meta).isa -> ... -> NSObject.isa -> (nil)
ISA 寻址
当我们访问对象的属性或方法时，编译器会自动生成一条消息发送语句。该语句将根据对象的 isa 指针找到对应的元类，然后在元类中查找方法实现。
Person *person = [[Person alloc] init];
[person sayHello]; // 编译器自动生成消息发送语句 person->sayHello()
通过 ISA 寻址，我们可以实现动态方法调用和多态性。
结论
通过对 Objective-C 底层原理的分析，我们深入了解了类的结构、ISA 的原理、继承和 isa 寻址过程。这些知识不仅能帮助我们更好地理解 Objective-C 的底层机制，也能为我们编写更加高效、健壮的代码打下基础。
常见问题解答
-
什么是类？
类是 Objective-C 中一种数据类型，它定义了一组相关属性和方法。 -
什么是元类？
元类是类的一个特殊类型，它代表该类本身。 -
什么是 ISA？
ISA（Instance Specific Allocation）是类的一个属性，它指向该类的元类。 -
什么是继承链？
继承链是指当一个类继承另一个类时形成的一系列类，每个子类的isa指针指向父类的元类。 -
什么是 ISA 寻址？
ISA 寻址是当访问对象的属性或方法时，编译器自动生成的消息发送语句。该语句将根据对象的isa指针找到对应的元类，然后在元类中查找方法实现。
