iOS 底层探索篇：类的加载原理（深入解析）

IOS

2023-09-04 07:30:21

引言

iOS 系统中，类的加载是一个至关重要的底层机制，它决定了程序在运行时的行为。在本文的下篇中，我们将深入探讨 iOS 中类的加载原理，揭开其幕后的神秘面纱。

类的分类

iOS 中的类可以分为两大类：

元类 (Metaclass) ：元类是类的类。它负责创建类对象并管理其行为。
类对象 (Class Object) ：类对象是类的实例。它包含类的属性、方法和其他元数据。

类的加载过程

当程序加载一个类时，它会经历以下步骤：

寻找类对象 ：系统首先在内存中寻找该类的类对象。如果类对象不存在，则转到下一步。
创建元类 ：如果类对象不存在，系统会创建该类的元类。元类是一个特殊类，它负责创建类对象。
创建类对象 ：元类使用 ObjC 运行时库中的类工厂方法创建类对象。类对象包含类的属性、方法和其他元数据。
加载类别 ：系统加载与该类关联的任何类别。类别扩展了类的功能，而无需修改原有类的实现。

动态类的创建

iOS 提供了一种动态创建类的机制，称为“运行时类创建”。这允许程序员在运行时动态创建和扩展类。

创建运行时类 ：使用 objc_allocateClassPair() 函数创建运行时类。
添加属性和方法 ：使用 objc_property_add() 和 objc_method_add() 函数为运行时类添加属性和方法。
注册类 ：使用 objc_registerClassPair() 函数将运行时类注册到运行时环境中。

内存管理

类的加载过程涉及到大量的内存分配和释放。iOS 使用自动引用计数 (ARC) 来管理内存。ARC 自动跟踪对象的引用计数，并在不再需要对象时释放它们。

示例代码

// 创建运行时类
Class MyRuntimeClass = objc_allocateClassPair(objc_getClass("NSObject"), "MyRuntimeClass", 0);

// 添加属性
objc_property_add(MyRuntimeClass, "name", OBJC_PROPERTY_ATTRIBUTE_NONATOMIC | OBJC_PROPERTY_ATTRIBUTE_READWRITE, "NSString *", 0);

// 添加方法
Method myMethod = class_getInstanceMethod(objc_getClass("NSObject"), @selector(description));
class_addMethod(MyRuntimeClass, @selector(description), method_getImplementation(myMethod), method_getTypeEncoding(myMethod));

// 注册类
objc_registerClassPair(MyRuntimeClass);

// 创建运行时类实例
id myRuntimeClassInstance = [[MyRuntimeClass alloc] init];
myRuntimeClassInstance.name = @"My Runtime Class";
NSLog(@"%@", myRuntimeClassInstance.name);