iOS开发-底层篇-Class详解

前言:iOS的开发语言objective-c，它的真实面目是它不是真正的面向对象语言，而抽象理解为此而已。其实它就是C+，有个公式可以很好地诠释那就是

OC = C + Runtime; 接下来我们就好好讲讲在Runtime下的objc-class。准备资料,objc4-646/runtime。

一:Class定义

1.1 小小说明一下objc-api.h里的OBJC_ISA_AVAILABILITY:

/*介绍一下__attribute__((deprecated))的作用,__attribute是给函数、变量、类做属性说明的关键字，deprecated是弃用原先的进行兼容

若是__OBJC2__,原先的类，编译器发出警告*/

#if !defined(OBJC_ISA_AVAILABILITY)
#   if __OBJC2__
#       define OBJC_ISA_AVAILABILITY  __attribute__((deprecated))
#   else
#       define OBJC_ISA_AVAILABILITY  /* still available */
#   endif
#endif

typedef struct objc_method *Method;
typedef struct objc_ivar *Ivar;
typedef struct objc_category *Category;
typedef struct objc_property *objc_property_t;

1.2 接下来就是runtime.h里的Class的定义:

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;//每个Class都有一个isa指针

#if !__OBJC2__
    Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;//父类
    const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;//类名
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;//类版本
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;//!*!供运行期使用的一些位标识。如：CLS_CLASS (0x1L)表示该类为普通class; CLS_META(0x2L)表示该类为metaclass等(runtime.h中有详细列出)
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;//实例大小
    struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;//存储每个实例变量的内存地址
    struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;//!*!根据info的信息确定是类还是实例，运行什么函数方法等
    struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;//缓存
    struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;//协议
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

二:class初始化

Runtime的行为之一就是initialize。在程序运行过程中，它会在你程序中每个类调用一次initialize。这个调用的时间发生在你的类接收到消息之前，但是在它的超类接收到initialize之后。

//在苹果的官方Runtime中有个objc-initialize.m文件，进行解读
typedef struct _objc_initializing_classes {
    int classesAllocated;//类是否分配存在
    Class *metaclasses;//类的父类,如果没有父类那就是自身
} _objc_initializing_classes;//初始化一个对象_objc_initializing_classes

//将所有的类存储在静态链表中，以待接下来的接收和发送消息
static _objc_initializing_classes *_fetchInitializingClassList(BOOL create)
{
    _objc_pthread_data *data;
    //list为类链表
    _objc_initializing_classes *list;
    Class *classes;

    data = _objc_fetch_pthread_data(create);
    if (data == nil) return nil;

    //链表增加类节点
    list = data->initializingClasses;
    if (list == nil) {
        if (!create) {
            return nil;
        } else {
            list = (_objc_initializing_classes *)
            _calloc_internal(1, sizeof(_objc_initializing_classes));
            data->initializingClasses = list;
        }
    }
    //将创建的classes接在metaclasses后
    classes = list->metaclasses;
    if (classes == nil) {
        // If _objc_initializing_classes exists, allocate metaclass array,
        // even if create == NO.
        // Allow 4 simultaneous class inits on this thread before realloc.
        list->classesAllocated = 4;
        classes = (Class *)
        _calloc_internal(list->classesAllocated, sizeof(Class));
        list->metaclasses = classes;
    }
    return list;
}

三.runtime下Class的各项操作(重要几个)

3.1 add*(增加)
        3.1.1 static IMP addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types, BOOL replace);//增加方法
        3.1.2 BOOL class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types);//增加类方法
        3.1.3 BOOL class_addIvar(Class cls, const char *name, size_t size,uint8_t alignment, const char *type);//增加实例变量
        3.1.4 static BOOL _class_addProperty(Class cls, const char *name,const objc_property_attribute_t *attrs, unsigned int count,BOOL replace);//增加属性
    3.2 replace*(修改)
        3.2.1 IMP class_replaceMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types); //修改方法
        3.2.2 void class_replaceProperty(Class cls, const char *name,const objc_property_attribute_t *attrs, unsigned int n);//修改属性
    3.3 get*(获取)
        3.3.1 static Class getClass(const char *name);//获取类
        3.3.2 static ivar_t *getIvar(Class cls, const char *name);//获取类变量(static相当于“+“)
        3.3.3 Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL sel);//获取实例方法
        3.3.4 static Method _class_getMethod(Class cls, SEL sel);;//获取类方法
        3.3.5 static Protocol *getProtocol(const char *name);//增加协议
    3.4 set*(设置)
        3.4.1 objc_class::setInitialized();//set的initialized初始化
        3.4.2 static Class setSuperclass(Class cls, Class newSuper);//设置父类
    3.5 其他还有类似于 void *objc_destructInstance(id obj);//摧毁实例对象等等

四.Class的重要函数

4.1 get*(获取)
        4.1.1 object_getClass(id obj);
        4.1.2 IMP object_getMethodImplementation(id obj, SEL name);//获得实例方法实现
        4.1.3 Ivar object_getInstanceVariable(id obj, const char *name, void **value)//获取实例属性
    4.2 set*(设置)
        4.2.1 Class object_setClass(id obj, Class cls);
        4.2.2 Ivar object_setInstanceVariable(id obj, const char *name, void *value);//设置实例属性
        4.2.3 void object_setIvar(id obj, Ivar ivar, id value);//设置实例变量
    4.3 其他
        4.3.1 static void _class_resolveClassMethod(Class cls, SEL sel, id inst);//动态添加类方法，不必在乎方法是否存在
        4.3.2 static void _class_resolveInstanceMethod(Class cls, SEL sel, id inst);//动态添加实现方法，不必在乎方法是否存在
        4.3.3 unsigned _class_createInstancesFromZone(Class cls, size_t extraBytes, void *zone,id *results, unsigned num_requested);//创建实例存储空间
    4.4 消息转发
        4.4.1 void    instrumentObjcMessageSends(BOOL flag);//flag传入YES，运行时发送的所有消息都会打印到/tmp/msgSend-xxxx文件里了。