isa 和 superclass

OC对象的分类
OC中的对象，简单来说可以分为三大类：instance 对象（实例对象）、class 对象（类对象）、meta-class 对象（元类对象）。

isa
三种对象在内存中分别存储着不同的内容，具体如下图所示：

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Teacher 对象的 isa 指向 class 对象。当调用对象方法时，通过实例对象的 isa 找到类对象，最后找到类对象中存储的对象方法进行调用。
class 对象的 isa 指向 meta-class 对象。当调用类方法时，通过类对象的 isa 找到元类对象，最后找到元类对象中存储的类方法进行调用。

superclass
假若当前存在 Person 类和 Teacher 类，其中 Person 类继承自 NSObject 类，Teacher 类继承自 Person 类，则各个 class 对象的 superclass 指针指向如下图所示：

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当 Teacher 的 instance 对象要调用 Person 的对象方法时，会先通过 isa 找到 Teacher 的 class，然后通过 superclass 找到 Person 的 class，最后找到对象方法的实现进行调用。

同理，各个 meta-class 对象的 superclass 指针指向如下图所示：

image.png

当 Teacher 的 class 对象要调用 Person 的类方法时，会先通过 isa 找到 Teacher 的 meta-class，然后通过 superclass 找到 Person 的 meta-class，最后找到类方法的实现进行调用。

isa、superclass总结
借用一下网上很火的总结图（个人觉得很到位~）

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instance 的 isa 指向 class。
class 的 isa 指向 meta-class。
meta-class 的 isa 指向基类的 meta-class。

class 的 superclass 指向父类的 class。如果没有父类，superclass 指向为 nil。
meta-class 的 superclass 指向父类的 meta-class。基类的 meta-class 的 superclass 指向基类的 class。

instance 调用对象方法的轨迹：isa 找到 class，方法不存在，就通过 superclass 找父类。
class 调用类方法的轨迹：isa 找到 meta-class，方法不存在，就通过 superclass 找父类。

相关问题
为了考验大家对 isa 和 superclass 的理解程度，接下来我们探索个有趣的问题：
首先创建一个 NSObject 的分类 NSObject (Utils) ，在其.m文件中实现对象方法 -classMethodTest。
再创建一个 QLPerson 类，在.h文件中声明类方法+ (void)classMethodTest，但.m文件中并无该方法实现。
问：调用[QLPerson classMethodTest]; 方法会发生什么现象？

//  NSObject+Utils.h
#import 
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface NSObject (Utils)
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END

//  NSObject+Utils.m
#import "NSObject+Utils.h"
@implementation NSObject (Utils)
- (void)classMethodTest {
    NSLog(@"%s", __func__);
}
@end

//  main.m
#import 
#import "NSObject+Utils.h"

@interface QLPerson : NSObject
+ (void)classMethodTest;
@end
@implementation QLPerson
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        [QLPerson classMethodTest];
    }
    return 0;
}

分析：
根据前面所总结的，我们知道在调用[QLPerson classMethodTest];时，实际上是QLPerson 的 isa 先找到 QLPerson 的 meta-class，在 QLPerson 的 meta-class 中并没有找到+ classMethodTest方法的实现，接下来会通过 QLPerson 中 meta-class 的 superclass 指针去找父类 NSObject 的 meta-class，在 NSObject 的 meta-class 中也没有找到+ classMethodTest方法的实现，便会继续通过 NSObject 中 meta-class 的 superclass 指针去找其父类，因为 NSObject 是基类，故其元类的父类指向其类本身，即 NSObject 的 class。又因 NSObject 的 class 中存储的对象方法中包含了 -classMethodTest，所以方法找到了，调用即可。
结果：
最终的结果是会调用分类 NSObject (Utils) 的 -classMethodTest方法，打印结果如下：

image.png

好啦，先到此为止，后续若有新发现，会继续更新。 欢迎大家指正与分享~