【iOS Sharing】iOS Sharing系列目录

答：Objective-C 是一门动态语言，它会将一些工作放在代码运行时才处理而并非编译时。也就是说，有很多类和成员变量在我们编译的时是不知道的，而在运行时，我们所编写的代码会转换成完整的确定的代码运行。因此，只有编译器是不够的，我们还需要一个运行时系统(Runtime system)来处理编译后的代码。这就是 Objective-C Runtime 系统存在的意义，它是整个Objc运行框架的一块基石。

平时编写的OC代码，底层都是由他实现的，如：

[receiver message];
//底层运行时会被编译器转化为：
objc_msgSend(receiver, selector)
//如果其还有参数比如：
[receiver message:(id)arg...];
//底层运行时会被编译器转化为：
objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, ...)

2、根元类的isa指针指向谁？

答：见下一问

3、根元类的superClass指针指向谁？

答：这两题一起回答。首先看下图：

nsobject

先说几个概念：
1）supercalss : 父类
2）subclass: 子类
3）isa : 概念不好说，官方文档说的也不清晰。作用是根据 isa 指针就可以找到对象所属的类，但是isa指针在代码运行时并不总指向实例对象所属的类型，所以不能依靠它来确定类型，要想确定类型还是需要用对象的 -class 方法。（PS:KVO 的实现机理就是将被观察对象的isa指针指向一个中间类而不是真实类型。）
4）class : 类，一个运行时类中关联了它的父类指针、类名、成员变量、方法、缓存以及附属的协议。（一个实例对象是一个类的实例）
5）meta class :元类，Objc 类本身也是一个对象，类对象所属的类就叫做元类（一个类是元类的实例）

第一列是类的实例变量，如：[Person new]或者[[Person alloc] init]出来的对象；
第二列是类本身，存放父类指针、类名、成员变量、方法、缓存以及附属的协议的信息；
第三列是元类

1）isa路线：
- 实例对象的isa指向Class
- Class的isa指向Meta Class
- Meta Class的isa指向根元类Root Meta Class
- 根元类的isa指向自己
2）superclass路线：
- 实例对象没有superclass ；
- 实例对象所在的类，存在superclass，类的superclass后面会指向Root Class，Root Class的super Class是nil；
- 元类也存在superclass，元类的superclass后面会指向Root Meta Class，而Root Meta Class的superclass却是Root Class。

所以：

根元类的isa指针指向自己
根元类的superclass指向root class
根类的isa指向根元类
根类的superclass指向nil

附旧版Class结构：

typedef struct objc_class *Class;
Class 其实是指向 objc_class 结构体的指针。objc_class 的数据结构如下：
struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
    Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;

/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;
/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;

Class是一个指向objc_class（类）结构体的指针，而id是一个指向objc_object（对象）结构体的指针。
objec_object（对象）中isa指针指向的类结构称为objec_class（该对象的类），其中存放着普通成员变量与对象方法（“-”开头的方法）。
objec_class（类）中isa指针指向的类结构称为metaclass（该类的元类），其中存放着static类型的成员变量与static类型的方法（“+”开头的方法）。

附图：
旧版Class objc-old 新版Class

objc-new

4、函数四要素都是什么？

答：函数名，函数参数，参数类型，返回值类型（PS:ObjC一般叫方法，不叫函数）

OC method简单介绍

typedef struct objc_method *Method;
struct objc_method {
    SEL method_name OBJC2_UNAVAILABLE;  //方法名
    char *method_types OBJC2_UNAVAILABLE;   //方法类型
    IMP method_imp OBJC2_UNAVAILABLE;   //方法实现
}

objc_method 存储了方法名，方法类型和方法实现。

方法名类型为 SEL

方法类型 method_types 是个 char 指针，存储方法的参数类型和返回值类型 method_imp 指向了方法的实现，本质是一个函数指针 Ivar Ivar 是表示成员变量的类型。

typedef struct objc_ivar *Ivar;
struct objc_ivar {
    char *ivar_name OBJC2_UNAVAILABLE;
    char *ivar_type OBJC2_UNAVAILABLE;
    int ivar_offset OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
    int space OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
}

其中 ivar_offset 是基地址偏移字节

IMP

IMP在objc.h中的定义是：

typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);

它就是一个函数指针，这是由编译器生成的。当你发起一个 ObjC 消息之后，最终它会执行的那段代码，就是由这个函数指针指定的，而 IMP 这个函数指针就指向了这个方法的实现。

5、实例方法去哪里找？

答：其所属的类的方法表

拓展

问：oc是如何找到需要执行哪个方法的？
答：当需要执行某个实例方法的时候（类方法类似），oc会先去该类的方法的缓存列表里面查找，若找到了，则执行，否则，去该类的方法列表中查找是否存在该方法，存在，执行该方法并更新方法缓存列表，否则，去该父类缓存以及父类方法列表查找，直到根类，若还未找到，则启用动态解析以及消息转发流程，若还是失败，报unrecognized selector异常

详细流程感谢大佬提供的流程图