底層-Class詳解(iOS)

  • iOS的開發語言objective-c,它的真實面目是它不是真正的面向對象語言,而抽象理解為此而已。其實它就是C+,有個公式可以很好地詮釋那就是

    OC = C + Runtime;
  • 接下來我們就好好講講在Runtime下的objc-class。

一、Class定義

1.1 小小說明一下objc-api.h里的OBJC_ISA_AVAILABILITY:

  • /*介紹一下attribute((deprecated))的作用,__attribute是給函數、變量、類做屬性說明的關鍵字,deprecated是棄用原先的進行兼容

  • 若是OBJC2,原先的類,編譯器發出警告*/

#if !defined(OBJC_ISA_AVAILABILITY)
#   if __OBJC2__
#       define OBJC_ISA_AVAILABILITY  __attribute__((deprecated))
#   else
#       define OBJC_ISA_AVAILABILITY  /* still available */
#   endif
#endif

typedef struct objc_method *Method;
typedef struct objc_ivar *Ivar;
typedef struct objc_category *Category;
typedef struct objc_property *objc_property_t;

1.2 接下來就是runtime.h里的Class的定義:

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;//每個Class都有一個isa指針

#if !__OBJC2__
    Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;//父類
    const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;//類名
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;//類版本
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;//!*!供運行期使用的一些位標識。如:CLS_CLASS (0x1L)表示該類為普通class; CLS_META(0x2L)表示該類為metaclass等(runtime.h中有詳細列出)
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;//實例大小
    struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;//存儲每個實例變量的內存地址
    struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;//!*!根據info的信息確定是類還是實例,運行什么函數方法等
    struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;//緩存
    struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;//協議
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

二、class初始化

  • Runtime的行為之一就是initialize。在程序運行過程中,它會在你程序中每個類調用一次initialize。這個調用的時間發生在你的類接收到消息之前,但是在它的超類接收到initialize之后。
//在蘋果的官方Runtime中有個objc-initialize.m文件,進行解讀
typedef struct _objc_initializing_classes {
    int classesAllocated;//類是否分配存在
    Class *metaclasses;//類的父類,如果沒有父類那就是自身
} _objc_initializing_classes;//初始化一個對象_objc_initializing_classes

//將所有的類存儲在靜態鏈表中,以待接下來的接收和發送消息
static _objc_initializing_classes *_fetchInitializingClassList(BOOL create)
{
    _objc_pthread_data *data;
    //list為類鏈表
    _objc_initializing_classes *list;
    Class *classes;

    data = _objc_fetch_pthread_data(create);
    if (data == nil) return nil;

    //鏈表增加類節點
    list = data->initializingClasses;
    if (list == nil) {
        if (!create) {
            return nil;
        } else {
            list = (_objc_initializing_classes *)
            _calloc_internal(1, sizeof(_objc_initializing_classes));
            data->initializingClasses = list;
        }
    }
    //將創建的classes接在metaclasses后
    classes = list->metaclasses;
    if (classes == nil) {
        // If _objc_initializing_classes exists, allocate metaclass array,
        // even if create == NO.
        // Allow 4 simultaneous class inits on this thread before realloc.
        list->classesAllocated = 4;
        classes = (Class *)
        _calloc_internal(list->classesAllocated, sizeof(Class));
        list->metaclasses = classes;
    }
    return list;
}

3、runtime下Class的各項操作(重要幾個)

    3.1 add*(增加)
        3.1.1 static IMP addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types, BOOL replace);//增加方法
        3.1.2 BOOL class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types);//增加類方法
        3.1.3 BOOL class_addIvar(Class cls, const char *name, size_t size,uint8_t alignment, const char *type);//增加實例變量
        3.1.4 static BOOL _class_addProperty(Class cls, const char *name,const objc_property_attribute_t *attrs, unsigned int count,BOOL replace);//增加屬性
    3.2 replace*(修改)
        3.2.1 IMP class_replaceMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types); //修改方法
        3.2.2 void class_replaceProperty(Class cls, const char *name,const objc_property_attribute_t *attrs, unsigned int n);//修改屬性
    3.3 get*(獲取)
        3.3.1 static Class getClass(const char *name);//獲取類
        3.3.2 static ivar_t *getIvar(Class cls, const char *name);//獲取類變量(static相當于“+“)
        3.3.3 Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL sel);//獲取實例方法
        3.3.4 static Method _class_getMethod(Class cls, SEL sel);;//獲取類方法
        3.3.5 static Protocol *getProtocol(const char *name);//增加協議
    3.4 set*(設置)
        3.4.1 objc_class::setInitialized();//set的initialized初始化
        3.4.2 static Class setSuperclass(Class cls, Class newSuper);//設置父類
    3.5 其他還有類似于 void *objc_destructInstance(id obj);//摧毀實例對象等等

四、Class的重要函數

    4.1 get*(獲取)
        4.1.1 object_getClass(id obj);
        4.1.2 IMP object_getMethodImplementation(id obj, SEL name);//獲得實例方法實現
        4.1.3 Ivar object_getInstanceVariable(id obj, const char *name, void **value)//獲取實例屬性
    4.2 set*(設置)
        4.2.1 Class object_setClass(id obj, Class cls);
        4.2.2 Ivar object_setInstanceVariable(id obj, const char *name, void *value);//設置實例屬性
        4.2.3 void object_setIvar(id obj, Ivar ivar, id value);//設置實例變量
    4.3 其他
        4.3.1 static void _class_resolveClassMethod(Class cls, SEL sel, id inst);//動態添加類方法,不必在乎方法是否存在
        4.3.2 static void _class_resolveInstanceMethod(Class cls, SEL sel, id inst);//動態添加實現方法,不必在乎方法是否存在
        4.3.3 unsigned _class_createInstancesFromZone(Class cls, size_t extraBytes, void *zone,id *results, unsigned num_requested);//創建實例存儲空間
    4.4 消息轉發
        4.4.1 void    instrumentObjcMessageSends(BOOL flag);//flag傳入YES,運行時發送的所有消息都會打印到/tmp/msgSend-xxxx文件里了。

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