簡介

Instance Variables（以下稱實例變量）指在一個對象生存時存在并且保存值的變量，其內存申請和釋放和對象的創建 (alloc)和銷毀（dealloc）同步進行。
比如在header文件中

@interface Data : NSObject
{
    //Instance Variables 區
}
@end

或者在implementation文件中

#import "Data.h"

@interface Data ()
{
  //Instance Variables 區
}
@end


@implementation Data
@end

標識的區域都可以聲明屬性變量。

與Runtime

注：主要介紹ARC環境下Instance Variables（以下簡稱Ivar）在Runtime的操作。
Ivar的官方聲明

/// An opaque type that represents an instance variable.
typedef struct objc_ivar *Ivar;

相關的操作有

//獲取Ivar名稱
const char *ivar_getName(Ivar v) ;

//獲取@encode()
const char *ivar_getTypeEncoding(Ivar v);

//獲取內存偏移量
ptrdiff_t ivar_getOffset(Ivar v);

下邊通過簡單的代碼示例展示相關用法，首先聲明一個簡單的類

@interface Data : NSObject
{
    NSString  *_firstName;
    NSString  *_firstName2;
}
@property (nonatomic,copy)NSString  *secondName;
@property (nonatomic,copy)NSString  *secondName2;
@end

獲取Ivar

獲取指定的Ivar

//獲取實例變量
Ivar var_Instance = class_getInstanceVariable([Data class], "_firstName");
const char *name_Instance = ivar_getName(var_Instance);
NSLog(@"var_Instance:%@",[NSString stringWithUTF8String:name_Instance]);

//輸出
var_Instance:_firstName

Ivar相關屬性的獲取

const char *name_var = ivar_getName(var_Instance);//名稱
const char *type_var = ivar_getTypeEncoding(var_Instance);//有對照表
ptrdiff_t offset_var = ivar_getOffset(var_Instance);//獲取變量內存偏移量
    
NSLog(@"Ivar Name:%@ TypeEncoding:%@ Offset:%td",[NSString stringWithUTF8String:name_var],[NSString stringWithUTF8String:type_var],offset_var);

//輸出
Ivar Name:_firstName TypeEncoding:@"NSString" Offset:8

關于輸出結果說明：
1、Name:_firstName同Ivar的名稱一樣
2、TypeEncoding:@"NSString"：聲明的變量類型，同@encode()命令的結果；Type Encodings
3、Offset:8 在32和64位下不同，具體值跟指針變量在當前系統下占用空間有關，可以通過sizeof(<#expression-or-type#>)查看驗證

獲取Ivar列表

Ivar *class_copyIvarList(Class cls, unsigned int *outCount) 

示例如下

/* 獲取實例變量列表 */
unsigned int count = 0;
Ivar *list =  class_copyIvarList([Data class], &count);
for (int i = 0; i < count ; i ++)
{
   Ivar var = list[i];
   const char *name_var = ivar_getName(var);
   const char *type_var = ivar_getTypeEncoding(var);//有對照表
   ptrdiff_t offset_var = ivar_getOffset(var);//獲取變量內存偏移量

   NSLog(@"Ivar Name:%@ TypeEncoding:%@ Offset:%td",[NSString stringWithUTF8String:name_var],[NSString stringWithUTF8String:type_var],offset_var);
}
free(list);//必須free

//輸出
Ivar Name:_firstName TypeEncoding:@"NSString" Offset:8
Ivar Name:_firstName2 TypeEncoding:@"NSString" Offset:16
Ivar Name:_secondName TypeEncoding:@"NSString" Offset:24
Ivar Name:_secondName2 TypeEncoding:@"NSString" Offset:32

提示：在header和implementation文件中聲明的Ivar，以上獲取方法均可以正常獲取。

Ivar Value

對于Ivar的值操作無法以下兩種：

//獲取
id object_getIvar(id obj, Ivar ivar) ;

//設置
void object_setIvar(id obj, Ivar ivar, id value);

示例代碼如下

Data *data = [[Data alloc] init];
data.secondName = @"secondName";//只賦值一個
    
//獲取
Ivar var_1 = class_getInstanceVariable([Data class], "_secondName");
id value_1 =  object_getIvar(data, var_1);
NSLog(@"value_1:%@",value_1);
    
//設置
NSLog(@"設置前:%@",data.secondName2);
Ivar var_2 = class_getInstanceVariable([Data class], "_secondName2");
object_setIvar(data, var_2, @"secondName2");
id value =  object_getIvar(data, var_2);
NSLog(@"var_2:%@",value);
NSLog(@"設置后:%@",data.secondName2);

//輸出
value_1:secondName
設置前:(null)
var_2:secondName2
設置后:secondName2

添加Ivar

/** 
 * Adds a new instance variable to a class.
 * 
 * @return 如果成功返回YES，否則NO （比如Ivar已存在）
 *         
 * @note 只能在objc_allocateClassPair 和 before objc_registerClassPair之間調用；
 * @note 不支持已有類添加Ivar。 
 * @note 不支持metaclass.
 * @note size參數 : sizeof(pointer_type)
 * @note alignment參數 : log2(sizeof(pointer_type))
 * @note types參數 :@encode(type)
 */
 
BOOL class_addIvar(Class cls, const char *name, size_t size, 
                               uint8_t alignment, const char *types)

示例代碼

Class newClass = objc_allocateClassPair([NSObject class], "Data3", 0);
class_addIvar(newClass, "add", sizeof(NSString*), log2(sizeof(NSString*)), @encode(NSString));
objc_registerClassPair(newClass);
    

unsigned int count = 0;
Ivar *list =  class_copyIvarList(objc_getClass("Data3"), &count);
for (int i = 0; i < count ; i ++)
{
   Ivar var = list[i];
   const char *name_var = ivar_getName(var);
   const char *type_var = ivar_getTypeEncoding(var);//有對照表
   ptrdiff_t offset_var = ivar_getOffset(var);//獲取變量內存偏移量
   
   NSLog(@"Ivar Name:%@ TypeEncoding:%@ Offset:%td",[NSString stringWithUTF8String:name_var],[NSString stringWithUTF8String:type_var],offset_var);
}
free(list);

//輸出
Ivar Name:add TypeEncoding:{NSString=#} Offset:8

此部分更深層的內容參考此文章和此問答。
此文章的其它參考資料Objective-C Runtime。