如何打印類信息

通過lldb指令打印類信息

• 通過isa指針地址 & ISA_MASK
  *NSObject提供的class API
• runtime底層調(diào)用API

通過isa指針地址 & ISA_MASK

通過alloc->_objc_rootAlloc->callAlloc->_objc_rootAllocWithZone->_class_createInstanceFromZone->initInstanceIsa->initIsa->isa_t找到位域位置(目前是處于macOS，所以使用的是x86_64)

• 移動(dòng)端 ：__arm64__
  • ISA_MASK:0x0000000ffffffff8ULL
• mac OS __x86_64__
  • ISA_MASK:0x00007ffffffffff8ULL

輸入x/4gx person1，打印對(duì)象的isa指針得到0x001d8001000021e5,通過0x001d8001000021e5 & 0x00007ffffffffff8ULL得到類的指針地址``0x00000001000021e0

指針地址

NSObject提供的class API

通過lldb命令輸入p/x LGPerson.class，調(diào)用NSObject提供的class API，得出類的指針地址

指針地址

runtime底層調(diào)用的API

通過lldb命令輸入p/x object_getClass(person1),調(diào)用runtime底層調(diào)用API，得出類的指針地址

指針地址

算法特殊性

算法特殊性

如圖可以看出0x00000001000021e0和0x00000001000021b8，打印的值都是LGPerson，即使0x00000001000021b8 & 0x00007ffffffffff8ULL得出的指針地址還是一樣的，所以打印的結(jié)果還是LGPerson，其實(shí)這里就是算法的特殊性(三位抹零)，里面做了處理。

那么為什么0x00000001000021e0和0x00000001000021b8打印的結(jié)果都是LGPerson呢？
其實(shí)這個(gè)東西就是元類，它沒有非常清晰的概念。它不能向類一樣時(shí)刻查看。它是系統(tǒng)給予的非常重要的東西。

• 當(dāng)前對(duì)象isa歸屬于類
• 類是一個(gè)對(duì)象，它的歸屬是元類
• 所有類方法的存儲(chǔ)都存在元類里面

元類的創(chuàng)建和定義都是由編譯器自動(dòng)完成

NSObject的根元類

通過lldb命令不停爬，最終從元類來到NSObject。順序就是isa 對(duì)象-> 類(LGPerson)->元類（LGPerson）-> NSObject(根元類)

NSObject的根元類

進(jìn)行驗(yàn)證NSObject是內(nèi)存的NSObject嗎？
通過lldb輸入p/x NSObject.class得到結(jié)果0x00000001003f0140可以看出和0x00000001003f00f0是不同的。

NSObject的根元類

由此我們考慮一個(gè)問題（面試題目）
請(qǐng)問類對(duì)象和類信息在內(nèi)存里面存在幾份？
其實(shí)類對(duì)象內(nèi)存里面永遠(yuǎn)只存在一份

但是上圖可以看出有兩個(gè)NSObject，這又是為什么呢？
其實(shí)NSObject是根元類和LGPerson一個(gè)原理isa 對(duì)象-> 類(LGPerson)->元類（LGPerson）-> NSObject(根元類)

那就我們來驗(yàn)證一下NSObject到底有多少份

通過上面發(fā)現(xiàn)地址都一樣可以驗(yàn)證類對(duì)象內(nèi)存永遠(yuǎn)只存在一份

其實(shí)0x00000001003f0140打印出的NSObject是來自于NSObject的元類（根元類）
我們可以通過lldb命令繼續(xù)驗(yàn)證，原理就是類的對(duì)象指向元類，如圖可以發(fā)現(xiàn)打印結(jié)果是一樣就此就驗(yàn)證了上面的說法。

NSObject元類

于此同時(shí)，我們?cè)?code>NSObject根元類的基礎(chǔ)上繼續(xù)x/4gx打印信息，并且&0x00007ffffffffff8ULL，可以發(fā)現(xiàn)它還是指向自己

NSObject根元類指向自己

由此可以總結(jié)出一幅圖

非常著名的圖

• 1:實(shí)例對(duì)象的isa指向class（類），類的isa指向元類，元類的isa指向根元類
• 3:RootClass是來自于NSObject的實(shí)例對(duì)象和NSObject的類，NSObject的類指向NSObject的根元類，根元類根元類還是指向自己（少了一步元類的指向）。
• 2:在特殊情況下，如果是父類，實(shí)例對(duì)象指向當(dāng)前的類，類指向當(dāng)前的元類，元類指向根元類，根元類還是指向根元類
  
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LGTercher 繼承于 LGPerson是繼承關(guān)系 即繼承關(guān)系來自于類
但是實(shí)例對(duì)象tercher和實(shí)例對(duì)象person沒有繼承關(guān)系 即實(shí)例對(duì)象沒有繼承關(guān)系
NSObject父類的繼承關(guān)系來自于nil（找到NSObject的類型就結(jié)束了）
元類也存在繼承，根元類指向NSObject，萬物皆是由NSObject創(chuàng)建即萬物皆對(duì)象

上下層的對(duì)接

搜索objc_object進(jìn)入objc_object源碼來自于OBJC_ISA_AVAILABILITY

objc_object源碼

通過搜索struct objc_class {進(jìn)入objc_class源碼，OBJC2_UNAVAILABLE舊的同時(shí)已經(jīng)被廢除

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• 很多的類底層都來自于objc_class結(jié)構(gòu)體，因此NSObject也是來自于objc_class
• objc_object是我們當(dāng)前的根對(duì)象，是一個(gè)結(jié)構(gòu)體

不管是NSObject還是對(duì)象都有一個(gè)isa，isa來自于objc_object，同時(shí)objc_class繼承于objc_object所以也是有isa。

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面試問題
objc_object 和對(duì)象的關(guān)系？
所有的對(duì)象都是以objc_object為模版繼承過來的

總結(jié)：所有的對(duì)象+類+元類 都有isa. 所有的對(duì)象來自于NSObject（OC）, 真正到底層的話是objc_object（C ,C++）,struct objc_object *class定義一個(gè)class類型（所有的class都是以objc_object為模版）

類的內(nèi)存分布

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如圖可以看到//Class ISA的位置，這只是提示作用，而不是單純的屏蔽isa，但是我們?cè)诖蛴≈锌梢园l(fā)現(xiàn)LGPerson是有isa(0x00000001000021b8)，原因是objc_class繼承于objc_object，因此也擁有了父類的isa。

類結(jié)構(gòu)源碼

下圖可以看出10同時(shí)賦值給了a和b，其實(shí)就是一種copy即值拷貝，但是a和b的地址是不同的。

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觀察下圖，可以發(fā)現(xiàn)指針地址和內(nèi)存地址都不同，p1和p2都創(chuàng)建了新的內(nèi)存地址，并且他們都是來自于LGPerson創(chuàng)建的，但是他們指針地址不同，其實(shí)指向它們的是第二個(gè)指針地址即指針的指針

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image.png

內(nèi)存偏移

有時(shí)我們?nèi)〔坏街档臅r(shí)候而是取到對(duì)象，現(xiàn)在我們可可以拿到首值通過偏移的方式獲取值。

• 因?yàn)闂Ｊ沁B續(xù)的，相差4個(gè)字節(jié)
• 通過首值進(jìn)行內(nèi)存偏移取值
  
  內(nèi)存偏移
  
  
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探索類對(duì)象

前面我們已經(jīng)知道objc_class繼承于objc_object但是我們?cè)趺粗?code>superclass和cache占用多少字節(jié)呢？達(dá)到我們平移到bits的位置。
那么我們就需要知道isa+superclass+cache = bits

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cache_t是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體的指針是8字節(jié)，但是占用的大小是根據(jù)內(nèi)部的屬性進(jìn)行判斷。
點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)cache_t源碼，靜態(tài)和函數(shù)不存在結(jié)構(gòu)體中，所以可以排除，那么需要計(jì)算只有四個(gè)位置

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• isa是占用8字節(jié)
• superclass也是class類型，所以也是占用8字節(jié)
• cache_t占用16字節(jié)

通過lldb命令，根據(jù)首地址并且平移32字節(jié)打印bits信息

bits數(shù)據(jù)信息

$1因?yàn)槭侵羔橆愋停哉{(diào)用data()方法。同時(shí)這是781的最新改版，舊的版本有顯示methdos properties等數(shù)據(jù)。

• 指針和對(duì)象使用->
• 結(jié)構(gòu)體使用.符號(hào)

781源碼如何打印methdos properties等信息

bits方法信息

• 在bits信息的基礎(chǔ)上，通過p $5.methods()命令中的methods方法是由class_rw_t提供的，返回的實(shí)際類型是method_array_t
• 由于list類型是method_list_t，是一個(gè)指針，所以通過p *$7獲取內(nèi)存中的信息，也證明了bits中存儲(chǔ)了method_list
• p $8.get(1）和p $8.get(2)打印的是屬性的set和get方法，由系統(tǒng)自動(dòng)生成。p $8.get(2)oc封裝于c++底層會(huì)默認(rèn)添加