iOS底层原理——Objective-C的本质

一、Objective-C的本质

1、OC的本质

OC代码的底层实现其实都是C/C++代码，编译器先把OC代码转换成C/C++代码，接着转成汇编语言，最后转成机器语言最终运行在手机上；所以OC代码的本质其实就是C/C++代码；

OC对象转换过程

2、Objective-C的对象、类主要是基于C/C++的什么数据结构实现的？

Objective-C的面向对象都是基于C/C++的数据结构实现的

3、手动将Objective-C代码转换成C/C++代码

打开终端，找到要转成C++代码的源文件所在目录，如：main.m
在终端输入命令xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main.cppxcrun -sdk iphonesimulator clang -arch i386 -rewrite-objc main.m -o main.cpp

其中：main.m是要编译的文件（带后缀名）main.cpp是要生成的C++文件；

mac环境下文件编译命令：clang -rewrite-objc main.m -o main.cpp

二、OC对象的分类

1.instance对象（实例对象）
2.class对象（类对象）
3.meta-class对象（元类对象）

1、instance（实例对象）

instance对象就是通过类alloc出来的对象，每次调用alloc都会产生新的instance对象；
instance对象在内存中存储着信息包括：

isa指针
其他成员变量的具体值

instance在内存中存储信息

OC对象在内存中是如何布局的：
OC对象在内存中其实就是一个结构体，系统会在堆中开辟一块内存空间存放该对象，这块空间里还包含成员变量和isa（struct objc_class）指针，isa的地址就相当于是结构体的地址；然后栈里的局部变量指向这块存储空间的地址；

OC 对象的内存布局

2、class（类对象）

使用class出来的对象（类对象）
每个类在内存中有且只有一个class对象
注意：class方法返回的一直是类对象，所以哪怕这样写还是会返回类对象
Class objectMetaClass2 = [[[NSObject class] class] class];
class对象在内存中存储的信息

isa指针
superclass指针
类的属性信息（@property）、类的对象方法信息（instance method）
类的协议信息（protocol）、类的成员变量信息（ivar）
......

class在内存中存储信息

3、meta-class（元类对象）

objectMetaClass是NSObject的meta-class对象（元类对象），每个类在内存中有且只有一个meta-class对象
Class objectMetaClass = object_getClass(objectClass5);
meta-class对象和class对象的内存结构是一样的，但是用途不一样，在内存中存储的信息主要包括

isa指针
superclass指针
类的类方法信息（class method）
......

meta-class在内存中存储信息

isa指针的指向
instance的isa指向class
当调用对象方法时，通过instance对象的isa指针找到class，最后找到对象方法的实现进行调用。
class的isa指针指向meta-class
当调用类方法时，通过class的isa找到meta-class，最后找到类方法的实现进行调用。

class对象的superclass指针

当Student的instance对象要调用Person的对象方法时，会先通过isa找到Student的superclass，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

meta-class对象的superclass指针

当Student的class要调用Person的类方法时，会先通过isa找到Student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的总结

isa和superclass指向流程

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的指针为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meta-class，方法不存在，就通过superclass找父类
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