iOS 底层原理：揭秘类、元类和 bits（上）

iOS底层原理03-类，元类，bits（上）

前言

上一期，我们探讨了 Objective-C 对象的底层本质，并通过对象的 isa 指针发现了类。那么，类的本质又是什么呢？本期，我们将深入探究类的内部结构，了解类和元类之间的关系，以及 bits 在类中的作用。

类与元类

在 Objective-C 中，类不仅是对象的模板，也是一个对象，称为元类。每个类都有一个与之对应的元类，该元类负责管理类本身。元类的 isa 指针指向根元类 NSObject 的元类，而 NSObject 的元类则指向自身。

元类中的 bits

元类的结构中包含了一个称为 bits 的成员，它是一个 32 位的无符号整数，存储着类的各种信息和标志。bits 的格式如下：

|                 |                 |                 |                 |
|------------------|------------------|------------------|------------------|
| unused (12 bits) | JV (1 bit)       | U (1 bit)         | H (1 bit)         |
|------------------|------------------|------------------|------------------|
| un (1 bit)       | F (1 bit)         |  RC (2 bits)      | RO (3 bits)        |
|------------------|------------------|------------------|------------------|
| RB (4 bits)       | AC (3 bits)        | IG (1 bit)        |  RW (2 bits)        |
|------------------|------------------|------------------|------------------|
| SI (2 bits)       | SW (1 bit)        | RW (2 bits)        |  ALL_RW (1 bit)    |
|------------------|------------------|------------------|------------------|

其中，各个字段的含义如下：

• unused (12 bits) ：未使用。
• JV (1 bit) ：泛型类型标记。
• U (1 bit) ：Unknown标记。
• H (1 bit) ：隐藏标记。
• un (1 bit) ：无符号标记。
• F (1 bit) ：快速 isa 标记。
• RC (2 bits) ：引用计数类型标记。
• RO (3 bits) ：只读类型标记。
• RB (4 bits) ：弱引用类型标记。
• AC (3 bits) ：属性类型标记。
• IG (1 bit) ：内部泛型类型标记。
• RW (2 bits) ：可读可写类型标记。
• SI (2 bits) ：结构体索引标记。
• SW (1 bit) ：结构体扩展标记。
• RW (2 bits) ：可读可写类型标记。
• ALL_RW (1 bit) ：所有属性可读可写的标记。

bits 的作用

bits 中的各个字段控制着类的不同方面：

• JV ：表示该类是否是一个泛型类型。
• U ：表示该类是否是一个未知类型，即它没有定义 superclass。
• H ：表示该类是否是一个隐藏类，即它不能被直接实例化。
• un ：表示该类是否是一个无符号类型。
• F ：表示该类是否支持快速 isa。
• RC ：表示该类引用计数的类型。
• RO ：表示该类的只读属性类型。
• RB ：表示该类的弱引用类型。
• AC ：表示该类的属性类型。
• IG ：表示该类是否是一个内部泛型类型。
• RW ：表示该类的可读可写属性类型。
• SI ：表示该类的结构体索引。
• SW ：表示该类的结构体扩展标记。
• ALL_RW ：表示该类的所有属性都可读可写。

结语

通过了解类和元类，以及 bits 在类中的作用，我们进一步深入理解了 Objective-C 的底层原理。下一期，我们将继续探索类的内部结构，深入研究类的实例变量和方法的实现。