iOS-class方法和objc_getClass方法

不念不忘少年蓝@ 2023-10-04 16:23 25阅读 0赞

根据上一篇博客[iOS-class、object\_getClass、objc\_getClass、objc\_getMetaClass区别][iOS-class_object_getClass_objc_getClass_objc_getMetaClass]的研究发现，发现主要还是class方法和objc\_getClass方法的区别，因此本篇文章主要讲述一下class方法和objc\_getClass方法。

### 一、Object（objc实例对象），Class（类），Metaclass（元类），Rootclass(根类)，Rootclass‘s metaclass(根元类) ###

首先说下Objective-C中类的几种数据结构；在Objective-C的类型结构中，Object（实例），Class（类），Metaclass（元类），Rootclass(根类)，Rootclass‘s metaclass(根元类)，且这些都是对象。

我们可用过两张图了解一下上述类型中的关系图

1、经典的Objective-C的对象模型图

![e7089e4c9bb0ce2ef5694ad265d5c77b.png][]

2、 实例对象（Object），类（CLass），元类（Metaclass）之间的关系

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L01pbmdnZVFpbmdjaHVu_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

实例对象（Object）： 我们创建的一个对象或实例objc其实就是一个`struct objc_object`结构体，这个结构体只有一个成员变量，这是一个`Class`类型的变量`isa`，也是一个结构体指针，这个objc对象的isa指针指向他的类对象（即平时我们所说的类）

类（CLass）：存储Object实例的相关数据，如：实例方法列表、成员变量列表、属性列表。

元类（Metaclass）：存储Class相关的数据，如：类方法列表、类的信息等。

参考苹果官方公开源码

[objc4源码在线浏览][objc4]

[objc4源码下载][objc4 1]

###  ###

### 二、class方法和objc\_getClass方法 ###

#### **1、class方法** ####

**实例方法 - (CLass)class；**

**类方法 + (Classs)class**

在苹果公开的官方objc源码，NSObject.mm文件中：

// 类方法，返回自身
    + (Class)class {
        return self;
    }
     
    // 实例方法，查找isa（类）
    - (Class)class {
        return object_getClass(self);
    }

#### 2、object\_getClass方法 ####

**object\_getClass(id \_Nullable obj)**

（1）传入参数：obj可能是instance对象、class对象、meta-class对象

（2）返回值：

【1】如果是instance对象，返回class对象

【2】如果是class对象，返回meta-class对象

【3】如果是meta-class对象，返回NSObject（基类）的meta-class对象

官方源码：

/***********************************************************************
    * object_getClass.
    * Locking: None. If you add locking, tell gdb (rdar://7516456).
    **********************************************************************/
    Class object_getClass(id obj)
    {
        if (obj) return obj->getIsa();
        else return Nil;
    }

### 三、objc对象类型 ###

我们首先通过objc\_getClass方法获取isa指针，即指向类对象的指针

objc\_getMetaClass方法获取类对象中的isa指针，即指向元类对象的指针

代码如下：

Class c1 = objc_getClass("People");
    Class c2 = objc_getMetaClass("People");
        
    NSLog(@"objc_getClass----              %p",c1);
    NSLog(@"objc_getMetaClass----          %p",c2);

输出结果：

![20210614080001472.png][]

#### 1、obj为实例对象 ####

在Object-C中，Object本质上是一个struct，在这个struct中会保存一个名为isa的指针，该指针会指向该Object的类。定义如下所示：

/// Represents an instance of a class.
    struct objc_object {
        Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
    };
    /// A pointer to an instance of a class.
    typedef struct objc_object *id;

我们初始化一个类的实例可以直接用`id`来定义，那么`id`就是上面这样定义的，所以类的实例初始化完了之后，它的内部就多了一个`isa`指针，这个指针类型指向的是struct `objc_class的`结构体，其实也就是指向了这个实例所属的类。

代码如下：

//obj为实例对象
        id obj = [[People alloc]init];
        People *people = obj;
        
        /*----obj为实例对象----*/
        Class cls = [obj class];
        Class cls2 = object_getClass(obj);
        Class cls3 = [people class];
        Class cls4 = object_getClass(people);
        NSLog(@"");
        NSLog(@"----obj为实例对象----");
        NSLog(@"实例对象:class----              %p" , cls);
        NSLog(@"实例对象:object_getClass----    %p" , cls2);
        NSLog(@"实例对象:class----              %p" , cls3);
        NSLog(@"实例对象:object_getClass----    %p" , cls4);

输出结果：

![20210614080312940.png][]

当obj为实例变量时

object\_getClass(obj)与\[obj class\]输出结果一直，均获得isa指针，即指向类对象的指针。

#### 2、obj为Class类对象 ####

在Objective-C中，任何类的定义都是对象（除了int、char等这些基本类型）。类和类的实例（对象）没有任何本质上的区别。任何对象都有isa指针。

我们打开Xcode中 <`obc/runtime.h`> 头文件或者苹果公开的objc官方源码runtime.h文件中，里面有一个结构体定义

struct object_class{
        Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
    #if !__OBJC2__
         Class super_class                        OBJC2_UNAVAILABLE;  // 父类
         const char *name                         OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类名
         long version                             OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类的版本信息，默认为0
         long info                                OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类信息，供运行期使用的一些位标识
         long instance_size                       OBJC2_UNAVAILABLE;  // 该类的实例变量大小
         struct objc_ivar_list *ivars             OBJC2_UNAVAILABLE;  // 该类的成员变量链表
         struct objc_method_list *methodLists     OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法定义的链表
         struct objc_cache *cache                 OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法缓存
         struct objc_protocol_list *protocols     OBJC2_UNAVAILABLE;  // 协议链表
    #endif
    }OBJC2_UNAVAILABLE;

这个结构体其实就是我们所说的 ***类*** ，他的 `Class isa`这个指针的类型点进去会发现，定义如下：

// An opaque type that represents an Objective-C class.
    typedef struct objc_class *Class;

原来isa指针指向的依然是个 `objc_class` 结构体，只不过为了语义化起个名字叫`Class`

代码如下：

//obj为实例对象
        id obj = [[People alloc]init];
        People *people = obj;
        //classObj为类对象
        Class classObj = [obj class];
        
        /*----obj为类对象----*/
        Class clsc = [classObj class];
        Class clsc2 = object_getClass(classObj);
        NSLog(@"");
        NSLog(@"----obj为类对象----");
        NSLog(@"类对象:class----               %p" , clsc);
        NSLog(@"类对象:object_getClass----     %p" , clsc2);

输出结果：

![20210614152641367.png][]

当obj为类对象时

object\_getClass(obj)返回类对象中的isa指针，即指向元类对象的指针；

\[obj class\]返回的则是类对象其本身

#### 3、obj为Metaclass类（元类）对象 ####

Metaclass元类与Class的结构是一样的，只是职能不同。

类（CLass）：存储Object实例的相关数据，如：实例方法列表、成员变量列表、属性列表。

元类（Metaclass）：存储Class相关的数据，如：类方法列表、类的信息等。我们可以参考头部实例对象（Object），类（CLass），元类（Metaclass）之间的关系图解

代码如下：

//obj为实例对象
        id obj = [[People alloc]init];
        //classObj为类对象
        Class classObj = [obj class];
        //metaClassObj为元类对象
        Class metaClassObj = object_getClass(classObj);
        
        /*----obj为元类对象----*/
        Class clso = [metaClassObj class];
        Class clso2 = object_getClass(metaClassObj);
        NSLog(@"");
        NSLog(@"----obj为元类对象----");
        NSLog(@"元类对象:class----              %p" , clso);
        NSLog(@"元类对象:object_getClass----    %p" , clso2);

输出结果：

![20210614164557601.png][]

当obj为Metaclass（元类）对象时

object\_getClass(obj)返回元类对象中的isa指针，因为元类对象的isa指针指向根类，所有返回的是根类对象的地址指针；

\[obj class\]返回的则是元类本身

#### 4、obj为Rootclass类（根类）对象 ####

Rootclass就是根类，任何类的Metaclass中的isa指针都是指向根类。且结构与Class结构是一样的。

代码如下：

//obj为实例对象
        id obj = [[People alloc]init];
        //classObj为类对象
        Class classObj = [obj class];
        //metaClassObj为元类对象
        Class metaClassObj = object_getClass(classObj);
        //rootClassObj为根类对象
        Class rootClassObj = object_getClass(metaClassObj);
        
        /*----obj为根类对象----*/
        Class clsr = [rootClassObj class];
        Class clsr2 = object_getClass(rootClassObj);
        NSLog(@"");
        NSLog(@"----obj为根类对象----");
        NSLog(@"根类对象:class----              %p" , clsr);
        NSLog(@"根类对象:object_getClass----    %p" , clsr2);

输出结果：

![2021061416485586.png][]

当obj为Rootclass（根类）对象时

object\_getClass(obj)返回根类对象中的isa指针，因为根类对象的isa指针指向Rootclass‘s metaclass(根元类)，即返回的是根元类的地址指针；

\[obj class\]返回的则是其本身。  
因为根类的isa指针其实是指向本身的，所有根元类其实就是根类，所有输出的结果是一样的。

### 四、结论 ###

#### 1、object\_getClass(obj) ####

返回的是obj的isa指针

#### 2、\[obj class\] ####

**（1）obj为实例对象**  
调用的是实例方法：`- (Class)class`，返回的obj对象中的isa指针；

**（2）obj为类对象（包括元类和根类以及根元类）**  
调用的是类方法：`+ (Class)class`，返回的结果为调用者本身。

这时候我们再回过头看看Object-C的对象模型图，思考一下会发现

1、内存创建一个instance实例对象（People \*people）,同时会创建一个与之对应的类对象（Class peopleClass）和元类对象（Class peopleMeta）;

注：实例对象通过calloc可创建多个，但类对象和元类对象在内存中只有一份，只创建一次；

2、对象的本质，其实是C语言的结构体struct，各个对象的内存结构为：

people：isa指针+仅存储Person类成员变量的值；

People：isa指针+superclass指针+存储成员变量的类型、名称，协议，对象方法等；

peopleMeta：isa指针+superclass指针+仅存储类方法；

3、isa指向：

people：指向类对象People；

People：指向元类对象peopleMeta；

peopleMeta：指向基类（Root，如：NSObject）的元类对象meta（基类的元类对象的isa指向该元类对象自己）；

4、superclass指向：

People：指向父类>>基类的类对象指向nil；

peopleMeta：指向父类>>基类的元类对象指向该基类的类对象；

#### [GitHub示例代码Demo][GitHub_Demo] ####

参考文章：

[iOS笔记--class方法和objc\_getClass方法][iOS_--class_objc_getClass]

[object\_getClass(obj)与\[obj class\]的区别][object_getClass_obj_obj class]

[class和object\_getClass方法区别][class_object_getClass]

[iOS-class_object_getClass_objc_getClass_objc_getMetaClass]: https://blog.csdn.net/MinggeQingchun/article/details/117828398
[e7089e4c9bb0ce2ef5694ad265d5c77b.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/e7089e4c9bb0ce2ef5694ad265d5c77b.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L01pbmdnZVFpbmdjaHVu_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210614161337818.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L01pbmdnZVFpbmdjaHVu,size_16,color_FFFFFF,t_70
[objc4]: https://opensource.apple.com/source/objc4/
[objc4 1]: https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/
[20210614080001472.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210614080001472.png
[20210614080312940.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210614080312940.png
[20210614152641367.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210614152641367.png
[20210614164557601.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210614164557601.png
[2021061416485586.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/2021061416485586.png
[GitHub_Demo]: https://github.com/RookieForMingge/ObjcGetClass
[iOS_--class_objc_getClass]: https://segmentfault.com/a/1190000023883965
[object_getClass_obj_obj class]: https://www.jianshu.com/p/ae5c32708bc6
[class_object_getClass]: https://www.cnblogs.com/lybSkill/p/10186663.html