Objective-C的底层实现（类与元类）

类和元类

Objective-C是一中类基础的对象系统。每一个类都是类的实例，对象的isa指针指向它所属的类。类描述了对象的数据：分配的大小和实例变量类型以及布局形式。类也定义了对象的行为：选择器去应答实现的实例方法。类的方法列表是一簇实例方法，对象可以应答的选择器。当你给一个实例发送消息，objc_msgSend()检索对象的类(或父类)的方法列表决定调用哪个方法。
每个类也是一个对象，它有一个isa指针和其他数据，然后也可以应答选择器。当你调用一个类方法，就像[NSObject alloc]，你实质上是给类对象发送了一个消息。
因为类是一个对象，它必须是某个另外的类的实例：一个元类。元类是一个类对象的描述，就像类是一个普通对象的描述。通常，元类的方法列表就是类方法：类对象选择器可以应答。当你发送一个消息给一个类(一个元类的实例)，objc_msgSend()检索元类(或其父类)的方法列表，决定调用哪个方法。元类为类对象描述了类方法，就像是类为实例对象描述类方法。
那么什么是元类呢？元类一直是啥呢？不，一个元类就是一个根类的元类的实例；这个根元类就是根元类实例自身。isa链最后是循环的：实例指向类、类指向元类、元类指向根元类、根元类又指向实例本身。这种元类指针的行为极其罕见，因此真实世界没有人发送消息给元类对象。
更重要的是元类的父类，元类的父类链与类的父类链平行，因此类方法伴随着实例方法被继承。同时根元类的父类就是根类，所以每个类对象都应答根类的实例方法。最后，一个类对象是一个根类的实例，和其他对象一样。

迷糊了吧？这幅图可能有用。记住，当一个消息发送给任何对象，这个方法检索的开始是对象的isa指针，然后继续检索父类链。实例方法是被类定义的，同时类方法是通过元类加上根类(不是元类)定义的。

在严格的计算机语言学中，一个类和元类的制定可以是任意形式，通过深层次的元类链和众多来自单一元类的实例化的类。Objective-C使用元类实际目的是：譬如类方法，但是其他时候都挺向于隐藏元类。例如[NSObject class]跟[NSObject self]一样，尽管实际的元素应该返回NSObject->isa指向的元类。Objective-C语言是结合实际的折中组合；在获取更多的元之前，它限制获了类模式。

本文译自：class and metaclasses

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