iOS|iOS Objective-C的objc runtime isa指针相关 iOSObjective-C的objcruntimeisa指针相

Objective-C是一个面向对象语言，每一个对象都是一个类的实例。那类和方法调用的本质是什么呢？runtime究竟又是什么呢？这篇文章主要是记录了解到的相关知识。这部分知识应该是OC中最基础的部分了，对于深入理解某些知识还是很重要的。
runtime runtime的概念在官方文档中有介绍。整理如下，runtime其实是一个runtime库，能够提供OC语言的动态属性。这个库是开源的，我们可以在GitHub下载它的源码看看。
源码中objc.h中有很多基本类型的定义，比如对象和方法：

// 对象 typedef struct objc_object { Class isa; } *id; // 方法 typedef struct objc_selector*SEL; typedef id(*IMP)(id, SEL, ...);

开头的第二个问题解决了，接下来研究第一个问题。这个问题在源码中也可以找到答案。
对象 【iOS|iOS Objective-C的objc runtime isa指针相关】源码中的Object.h中定义如下：

@interface Object { Class isa; /* A pointer to the instance's class structure */ }

isa是一个指向实例的类结构体的指针，那Class到底是什么类型呢？
源码中的objc_class.h中定义如下：

struct objc_class { struct objc_class *isa; struct objc_class *super_class; const char *name; long version; long info; long instance_size; struct objc_ivar_list *ivars; #if defined(Release3CompatibilityBuild) struct objc_method_list *methods; //Objective-C 2.0 #else struct objc_method_list **methodLists; //Objective-C 1.0 #endifstruct objc_cache *cache; struct objc_protocol_list *protocols; };

接下来搞清楚几个重要属性都是什么，
isa：是一个Class类型的指针。每个Object都有isa指针，指向对象的类，而Class里也有个isa的指针, 指向meteClass(元类)。元类保存了类方法的列表。当类方法被调用时，先会从本身查找类方法的实现，如果没有，元类会向他父类查找该方法。同时注意的是：元类（meteClass）也是类，它也是对象。元类也有isa指针,它的isa指针最终指向的是一个根元类(root meteClass).根元类的isa指针指向本身，这样形成了一个封闭的内循环。

iOS|iOS Objective-C的objc runtime isa指针相关

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class示意图.jpg
super_class：指向父类，没有贼为NULL。
name：类的名称
ivars：成员变量的数组
methods：方法的定义列表，对象的方法定义都保存在类的可变区域中。methodLists是一个指针的指针，通过修改该指针指向的指针的值，就可以实现动态地为某一个类增加成员方法。这也是Category实现的原理。同时也说明了为什么Category只可为对象增加成员方法，却不能增加成员变量
方法调用 Objective-c是一门动态语言，调用方法的时候，在运行时，动态的查找方法，然后调用相应的函数地址。
SEL SEL又叫选择器，是表示一个方法的selector的指针。Objective-C 在编译时，会根据方法的名字生成一个用来区分这个方法的唯一的一个ID，本质上就是一个字符串，即Int类型的地址，这个字符串就是SEL。只要方法名称相同，那么它们的ID就是相同的。
objc.h中的IMP实际上就是一个函数指针，指向方法实现的首地址。
在Objective-C中，消息直到运行时才绑定到方法实现上。编译器会将消息表达式[receiver message]转化为一个消息函数的调用，即objc_msgSend，将消息接收者和方法名作为其基础参数，如以下所示：

objc_msgSend(receiver, selector)

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消息发送.gif
当消息发送给一个对象时，objc_msgSend通过对象的isa指针获取到类的结构体，然后在methods里面查找方法的selector。如果没有找到selector，则找到其父类，并在父类的分发表里面查找。依此，会一直沿着类的继承体系到达NSObject类。一旦定位到selector，函数就获取到了实现的入口点，并传入相应的参数来执行方法的具体实现。如果最后没有定位到selector，则会走消息转发流程。
为了加速消息的处理，运行时系统缓存使用过的selector及对应的方法的地址。
参考文章：
Objective-C对象模型及应用
OC Runtime第一篇---类与对象
Objective-C Runtime 运行时之三：方法与消息