Objective-C Object Model(2/4)

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在前文我们详细讲解了Objective-C OOP的底层数据结构，本文我们一起了解一下Objective-C中类(class)、父类(super class)、元类(meta class)、根父类(root super class)以及根元类(root meta class)间的关系。

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类、元类、根父类、根元类

从前文我们知道，在OC中类也是对象(objc_class继承自objc_object)，也有isa指针。实例的isa指针指向类(确切的说是指向代表类的实例)，那么类isa指针指向谁呢？

答案是指向一个叫元类的东东(metaclass)，显然metaclass也是对象，那它的isa又指向何方？

答案是指向一个叫根元类的东东(root metaclass), 显然root metaclass也是对象，那它的isa又指向哪里？

额，这是要进入死循环的节奏…

还好，root metaclass的isa指向它自己。

好吧，有点晕了，上个图吧(来源):

相关的源码：

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bool isMetaClass() 
{
    assert(this);
    assert(isRealized());
    return data()->ro->flags & RO_META;
}

// NOT identical to this->ISA when this is a metaclass
Class getMeta() 
{
    if (isMetaClass()) return (Class)this;
    else return this->ISA();
}

bool isRootClass() 
{
    return superclass == nil;
}

bool isRootMetaclass()
{
    return ISA() == (Class)this;
}

下面是创建一个类相关的代码(仅摘取核心代码，完整代码)：

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Class objc_allocateClassPair(Class superclass, const char *name, size_t extraBytes)
{
    Class cls, meta;

    rwlock_write(&runtimeLock);

    // Allocate new classes.
    size_t size = sizeof(objc_class);
    size_t metasize = sizeof(objc_class);
    if (superclass) 
    {
        size = superclass->ISA()->alignedInstanceSize();
        metasize = superclass->ISA()->ISA()->alignedInstanceSize();
    }
    cls  = _calloc_class(size + extraBytes);
    meta = _calloc_class(metasize + extraBytes);

    objc_initializeClassPair_internal(superclass, name, cls, meta);

    rwlock_unlock_write(&runtimeLock);

    return cls;
}

static void objc_initializeClassPair_internal(Class superclass, const char *name, Class cls, Class meta)
{
    // Connect to superclasses and metaclasses
    cls->initIsa(meta);
    if (superclass) 
    {
        meta->initIsa(superclass->ISA()->ISA());
        cls->superclass = superclass;
        meta->superclass = superclass->ISA();
        addSubclass(superclass, cls);
        addSubclass(superclass->ISA(), meta);
    }
    else
    {
        meta->initIsa(meta);
        cls->superclass = Nil;
        meta->superclass = cls;
        addSubclass(cls, meta);
    }
}

可以看到，类和元类是一一对应的，创建类的同时创建了相应的元类，同时保持了它们间的继承关系

总结一下：

  • 对象的isa指针指向类对象

  • 类对象的isa指针指向元类对象

  • 元类对象的isa指针指向根元类

  • 根元类对象的isa指针自身

  • 类与元类一一对应

  • 类的继承关系在元类中也有对应的继承关系

  • 根类(NSObject)没有super class

  • 元根类继承自根类