從哪里入手呢？那當(dāng)然是最基本的類(lèi)與對(duì)象。與C++相比，ObjC中的類(lèi)與對(duì)象結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)潔與一致得多（參考《深度探索C++對(duì)象模型》，你就知道C++中類(lèi)與對(duì)象結(jié)構(gòu)的復(fù)雜）。本文將詳細(xì)講解ObjC中類(lèi)與對(duì)象的結(jié)構(gòu)，下回將講如何在 runtime 時(shí)操作類(lèi)。

我們可以在/usr/include/objc/objc.h 和 runtime.h 中找到對(duì) class 與 object 的定義：

typedef struct objc_class *Class;
typedef struct objc_object {
    Class isa;
} *id;

Class 是一個(gè) objc_class 結(jié)構(gòu)類(lèi)型的指針；而 id（任意對(duì)象） 是一個(gè) objc_object 結(jié)構(gòu)類(lèi)型的指針，其***個(gè)成員是一個(gè) objc_class 結(jié)構(gòu)類(lèi)型的指針。注意這里有一關(guān)鍵的引申解讀：內(nèi)存布局以一個(gè) objc_class 指針為開(kāi)始的所有東東都可以當(dāng)做一個(gè) object 來(lái)對(duì)待！ 那 objc_class 又是怎樣一個(gè)結(jié)構(gòu)體呢？且看：

struct objc_class
{
    struct objc_class* isa;
    struct objc_class* super_class;
    const char* name;
    long version;
    long info;
    long instance_size;
    struct objc_ivar_list* ivars;
    struct objc_method_list** methodLists;
    struct objc_cache* cache;
    struct objc_protocol_list* protocols;
};

objc_class 結(jié)構(gòu)體的各成員介紹如下：

isa：是一個(gè) objc_class 類(lèi)型的指針，看到這里，想起我前面的引申解讀了沒(méi)？?jī)?nèi)存布局以一個(gè) objc_class 指針為開(kāi)始的所有東東都可以當(dāng)做一個(gè) object 來(lái)對(duì)待！ 這就是說(shuō) objc_class 或者說(shuō)類(lèi)其實(shí)也可以當(dāng)做一個(gè) objc_object 對(duì)象來(lái)對(duì)待！對(duì)象是對(duì)象，類(lèi)也是對(duì)象，是不是有點(diǎn)混淆？別急，ObjC發(fā)明（or 重用）了一個(gè)術(shù)語(yǔ)來(lái)區(qū)分這兩種不同的對(duì)象：類(lèi)對(duì)象（class object）與實(shí)例對(duì)象（instance object）。OK，名稱(chēng)混淆的問(wèn)題解決，下面我將使用這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)來(lái)區(qū)分不同的對(duì)象，而使用“對(duì)象”這一術(shù)語(yǔ)來(lái)泛指所有的對(duì)象。ObjC還對(duì)類(lèi)對(duì)象與實(shí)例對(duì)象中的 isa 所指向的類(lèi)結(jié)構(gòu)作了不同的命名：類(lèi)對(duì)象中的 isa 指向類(lèi)結(jié)構(gòu)被稱(chēng)作 metaclass，metaclass 存儲(chǔ)類(lèi)的static類(lèi)成員變量與static類(lèi)成員方法（+開(kāi)頭的方法）；實(shí)例對(duì)象中的 isa 指向類(lèi)結(jié)構(gòu)稱(chēng)作 class（普通的），class 結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)類(lèi)的普通成員變量與普通成員方法（-開(kāi)頭的方法）。

super_class：一看就明白，指向該類(lèi)的父類(lèi)唄！如果該類(lèi)已經(jīng)是最頂層的根類(lèi)（如 NSObject 或 NSProxy），那么 super_class 就為 NULL。

好，先中斷一下其他類(lèi)結(jié)構(gòu)成員的介紹，讓我們厘清一下在繼承層次中，子類(lèi)，父類(lèi)，根類(lèi)（這些都是普通 class）以及其對(duì)應(yīng)的 metaclass 的 isa 與 super_class 之間關(guān)系:

規(guī)則一：類(lèi)的實(shí)例對(duì)象的 isa 指向該類(lèi)；該類(lèi)的 isa 指向該類(lèi)的 metaclass；

規(guī)則二：類(lèi)的 super_class 指向其父類(lèi)，如果該類(lèi)為根類(lèi)則值為 NULL；

規(guī)則三：metaclass 的 isa 指向根 metaclass，如果該 metaclass 是根 metaclass 則指向自身；

規(guī)則四：metaclass 的 super_class 指向父 metaclass，如果該 metaclass 是根 metaclass 則指向該 metaclass 對(duì)應(yīng)的類(lèi)；

好吧，文字總是那么乏力，有圖有真相！

<instance object，class，metaclass 的 isa 與 super_class 關(guān)系圖>

那么 class 與 metaclass 有什么區(qū)別呢？

class 是 instance object 的類(lèi)類(lèi)型。當(dāng)我們向?qū)嵗龑?duì)象發(fā)送消息（實(shí)例方法）時(shí)，我們?cè)谠搶?shí)例對(duì)象的 class 結(jié)構(gòu)的 methodlists 中去查找響應(yīng)的函數(shù)，如果沒(méi)找到匹配的響應(yīng)函數(shù)則在該 class 的父類(lèi)中的 methodlists 去查找（查找鏈為上圖的中間那一排）。如下面的代碼中，向str 實(shí)例對(duì)象發(fā)送 lowercaseString 消息，會(huì)在 NSString 類(lèi)結(jié)構(gòu)的 methodlists 中去查找 lowercaseString 的響應(yīng)函數(shù)。

NSString * str;
[str lowercaseString];

metaclass 是 class object 的類(lèi)類(lèi)型。當(dāng)我們向類(lèi)對(duì)象發(fā)送消息（類(lèi)方法）時(shí)，我們?cè)谠擃?lèi)對(duì)象的 metaclass 結(jié)構(gòu)的 methodlists 中去查找響應(yīng)的函數(shù)，如果沒(méi)有找到匹配的響應(yīng)函數(shù)則在該 metaclass 的父類(lèi)中的 methodlists 去查找（查找鏈為上圖的最右邊那一排）。如下面的代碼中，向 NSString 類(lèi)對(duì)象發(fā)送 stringWithString 消息，會(huì)在 NSString 的 metaclass 類(lèi)結(jié)構(gòu)的 methodlists 中去查找 stringWithString 的響應(yīng)函數(shù)。

[NSString stringWithString:@"str"];

好，至此我們明白了類(lèi)的結(jié)構(gòu)層次，讓我們接著看類(lèi)結(jié)構(gòu)中的其他成員。

name：一個(gè) C 字符串，指示類(lèi)的名稱(chēng)。我們可以在運(yùn)行期，通過(guò)這個(gè)名稱(chēng)查找到該類(lèi)（通過(guò)：id objc_getClass(const char *aClassName)）或該類(lèi)的 metaclass（id objc_getMetaClass(const char *aClassName)）；

version：類(lèi)的版本信息，默認(rèn)初始化為 0。我們可以在運(yùn)行期對(duì)其進(jìn)行修改（class_setVersion）或獲?。╟lass_getVersion）。

info：供運(yùn)行期使用的一些位標(biāo)識(shí)。有如下一些位掩碼：

CLS_CLASS (0x1L) 表示該類(lèi)為普通 class ，其中包含實(shí)例方法和變量；

CLS_META (0x2L) 表示該類(lèi)為 metaclass，其中包含類(lèi)方法；

CLS_INITIALIZED (0x4L) 表示該類(lèi)已經(jīng)被運(yùn)行期初始化了，這個(gè)標(biāo)識(shí)位只被 objc_addClass 所設(shè)置；

CLS_POSING (0x8L) 表示該類(lèi)被 pose 成其他的類(lèi)；（poseclass 在ObjC 2.0中被廢棄了）；

CLS_MAPPED (0x10L) 為ObjC運(yùn)行期所使用

CLS_FLUSH_CACHE (0x20L) 為ObjC運(yùn)行期所使用

CLS_GROW_CACHE (0x40L) 為ObjC運(yùn)行期所使用

CLS_NEED_BIND (0x80L) 為ObjC運(yùn)行期所使用

CLS_METHOD_ARRAY (0x100L) 該標(biāo)志位指示 methodlists 是指向一個(gè) objc_method_list 還是一個(gè)包含 objc_method_list 指針的數(shù)組；

instance_size：該類(lèi)的實(shí)例變量大?。ò◤母割?lèi)繼承下來(lái)的實(shí)例變量）；

ivars：指向 objc_ivar_list 的指針，存儲(chǔ)每個(gè)實(shí)例變量的內(nèi)存地址，如果該類(lèi)沒(méi)有任何實(shí)例變量則為 NULL；

methodLists：與 info 的一些標(biāo)志位有關(guān)，CLS_METHOD_ARRAY 標(biāo)識(shí)位決定其指向的東西（是指向單個(gè) objc_method_list還是一個(gè) objc_method_list 指針數(shù)組），如果 info 設(shè)置了 CLS_CLASS 則 objc_method_list  存儲(chǔ)實(shí)例方法，如果設(shè)置的是 CLS_META 則存儲(chǔ)類(lèi)方法；

cache：指向 objc_cache 的指針，用來(lái)緩存最近使用的方法，以提高效率；

protocols：指向 objc_protocol_list 的指針，存儲(chǔ)該類(lèi)聲明要遵守的正式協(xié)議。

總結(jié)：

ObjC 為每個(gè)類(lèi)的定義生成兩個(gè) objc_class ，一個(gè)即普通的 class，另一個(gè)即 metaclass。我們可以在運(yùn)行期創(chuàng)建這兩個(gè) objc_class 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后使用 objc_addClass 動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建新的類(lèi)定義。這個(gè)夠動(dòng)態(tài)夠強(qiáng)大的吧？下回講演示如何在運(yùn)行期動(dòng)態(tài)創(chuàng)建新類(lèi)。

原文地址：http://www.cnblogs.com/kesalin/archive/2012/01/19/2338299.html