Cocoa框架是iOS應用程序的基礎,了解Cocoa框架,對開發iOS應用有很大的幫助。
Cocoa是OS X和 iOS操作系統的程序的運行環境。
是什么因素使一個程序成為Cocoa程序呢?不是編程語言,因為在Cocoa開發中你可以使用各種語言;也不是開發工具,你可以在命令行上就可以創建
Cocoa程序。Cocoa程序可以這么說,它是由一些對象組成,而這些對象的類最后都是繼承于它們的根類
:NSObject。而且它們都是基于Objective-C運行環境的。
iOS中,Cocoa眾多框架中最重要最基本的兩個框架是:Foundation 和 UIKit。
Foundation 和界面無關,也可以說和界面無關的類基本是Foundation框架的,和界面相關的是UIKit框架。
這兩個框架在系統中處于的位置如圖:
好吧,那我們看看兩個框架的類組織架構圖,第一個先看Foundation的,三個圖,包括了Foundation所以的類,圖中灰色的是iOS不支持的,灰色部分是OS X系統的。
將上圖Foundation框架中的類進行邏輯分類如下:
值對象
集合
操作系統服務 包括下面三個:文件系統和URL進程間通訊。這個范疇中的大部分類代表不同的系統端口、套接字、和名字服務器,對實現底層的IPC很有用。NSPipe代表一個BSD管道,即一種進程間的單向通訊通道。線程和子任務。NSThread類使您可以創建多線程的程序,而各種鎖(lock)類則為彼此競爭的線程在訪問進程資源時提供各種控制機制。通過NSTask,您的程序可以分出 ? ? ?一個子進程來執行其它工作或進行進度監控。
通知
歸檔和序列化
表達式和條件判斷
Objective-C語言服務
應用程序可以通過三種方式使用UIKit創建界面
在用戶界面工具(interface Buidler)從對象庫里 拖拽窗口,視圖或者其他的對象使用。
用代碼創建
通過繼承UIView類或間接繼承UIView類實現自定義用戶界面
框架類組織架構圖:
在圖中可以看出,responder 類是圖中最大分支的根類,UIResponder為處理響應事件和響應鏈
定義了界面和默認行為。當用戶用手指滾動列表或者在虛擬鍵盤上輸入時,UIKit就生成時間傳送給UIResponder響應鏈,直到鏈中有對象處理這個
事件。相應的核心對象,比如:UIApplication ?,UIWindow,UIView都直接或間接的從UIResponder繼承。
Objective-C和Java C++一樣,有封裝,繼承,多態,重用。但是它不像C++那樣有重載操作法、模版和多繼承,也沒有Java的垃圾回收機制。
Objective-C語言有C++ Java等面向對象的特點,那是遠遠不能體現它的優點的。Objective-C的優點是它是動態的。動態能力有三種:
動態類-運行時確定類的對象
動態綁定-運行時確定要調用的方法
動態加載--運行時為程序加載新的模塊
每個Objective-C對象都有一個隱藏的數據結構,這個數據結構是Objective-C對象的第一個成員變量,它就是isa指針。這個指針指向哪
呢?它指向一個類對象(class object
記住它是個對象,是占用內存空間的一個變量,這個對象在編譯的時候編譯器就生成了,專門來描述某個類的定義),這個類對象包含了Objective-C
對象的一些信息(為了區分兩個對象,我把前面提到的對象叫Objective-C對象),包括Objective-C對象的方法調度表,實現了什么協議等
等。這個包含信息就是Objective-C動態能力的根源了。
那我們看看isa指針類型的數據結構是什么樣的?如果拋開NSObject對象的其他的成員數據和變量,NSObject可以看成這樣:
@interface?NSObject??{
Class????isa;
}
不考慮@interface關鍵字在編譯時的作用,可以把NSObject更接近C語言結構表示為:
structNSObject{
Class?isa;
}
Class是用typedef 定義的
typedefstructobjc_class?*Class;
那NSObject可以這么寫了
structNSObject{
objc_class?*isa
}
那objc_class的結構是什么樣的呢?大概是這樣的:
structobjc_class?{
Class?isa;
Class?super_class;
constchar*name;
longversion;
longinfo;
longinstance_size;
structobjc_ivar_list?*ivars;
structobjc_method_list?**methodLists;
structobjc_cache?*cache;
structobjc_protocol_list?*protocols;
}
這里會看到,
在這個結構體里還有一個isa指針,又是一重指向,是不是有種到了盜夢空間的感覺。不用緊張,take
easy,不會有那么多層次的,這里的isa指針指向的是元類對象(metaclass
object),帶有元字,證明快到頭了。那元對象有啥用呢?它用來存儲的關于類的版本,名字,類方法等信息。所有的元類對象(metaclass
object)都指向
NSObject的元類對象,到頭還是NSObject。一共三次:類對象->元類對象->NSObject元類對象。
為了得到整個類組織架構的信息,objc_class結構里定義了第二個成員變量Class super_class,它指向父類的類對象。說了這么多,可能關系縷不清楚,有道是一張圖勝過千言萬語
圖中可以看出,D3繼承D2,D2繼承D1,D1最終繼承NSObject。下圖從D3的一個對象開始,排列出D3 D2 D1 NSObject 類對象,元類對象等關系。
圖中的箭頭都是指針的指向。
NSObject是大部分Objective-C類的根類,它沒有父類。其它類繼承NSObject,訪問Objective-C運行時系統的基本接口,這樣其他類的實例可以獲得運行時的能力。
NSObject不但是個類名,NSObject也是個協議的名稱,參考NSObject協議, NSObject協議指定了根類必須實現的接口。
分配、初始化、和復制:
alloc和allocWithZone:方法用于從某內存區域中分配一個對象內存,并使對象指向其運行時的類定義。
init方法是對象初始化。
new是一個將簡單的內存分配和初始化結合起來的方法。
copy和copyWithZone:
對象的保持和清理:
retain方法增加對象的保持次數。
release方法減少對象的保持次數。
autorelease方法也是減少對象的保持次數,但是以推遲的方式。
retainCount方法返回對當前的保持次數。
dealloc方法由需要釋放對象的實例變量以及釋放動態分配的內存的類實現。
內省和比較
NSObjec有很多方法可以查詢對象的運行時信息。這些內省方法有助于找出對象在類層次中的位置,確定對象是否實現特定的方法,以及測試對象是否遵循某種協議。下面是部分方法
superclass和class方法(實現為類和實例方法)分別以Class對象的形式返回接收者的父類和類。
您可以通過isKindOfClass:和isMemberOfClass:方法來確定對象屬于哪個類。后者用于測試接收者是否為指定類的實例。isSubclassOfClass:類方法則用于測試類的繼承性。
respondsToSelector:方法用于測試接收者是否實現由選擇器參數標識的方法。instancesRespondToSelector:類方法則用于測試給定類的實例是否實現指定的方法。
conformsToProtocol:方法用于測試接收者(對象或類)是否遵循給定的協議。
isEqual:和hash方法用于對象的比較。
description方法允許對象返回一個內容描述字符串;這個方法的輸出經常用于調試(“print object”命令),以及在格式化字符串中和“%@”指示符一起表示對象。
對象的編碼和解碼
下面的方法和對象的編解碼(作為歸檔過程的一部分)有關:
encodeWithCoder:和initWithCoder:是NSCoding協議僅有的方法。前者使對象可以對其實例變量進行編碼,后者則使對象可以根據解碼過的實例變量對自身進行初始化。
NSObject類中聲明了一些于對象編碼有關的方法:classForCoder:、replacementObjectForCoder:、和awakeAfterUsingCoder:。
消息的轉發
forwardInvocation:允許一個對象將消息轉發給另一個對象。
消息的派發
在performSelector開頭的一些方法允許你延遲后派發指定消息,而且可以將消息(同步或異步的消息)從輔助線程派發到主線程。
對象的四種內存管理方式,如下圖所示
對象的生命周期—簡化視圖
保持接收到的對象
拷貝接收到的對象
自動釋放池
參考:
1、http://algorithm.com.au/downloads/talks/objective-c-internals/objective-c-internals.pdf
2、http://developer.apple.com/library/mac/#documentation/Cocoa/Conceptual/CocoaFundamentals/Introduction/Introduction.html
3、http://www.cnblogs.com/csutanyu/archive/2011/12/12/Objective-C_memory_layout.html