介绍
虽然Foundation不是开源的，但苹果其实是开源社区的主力军之一，这回我们主要研究Objective-C中的类与对象，其历史源码在这里, 这里我修改了一个709版本，你可以拿过去直接运行
Struct And Union
如果把Struct看成高铁座位，那每个乘客, 都有自己的位置，并且有足够舒适的空间(即对齐和补全)
Union可以看成高铁的一个洗手间，可以容纳任意乘客，通常一次只能一个人使用
class和object
在Objc源码Public Headers中runtime.h和objc.h可以找到class和object的定义
/* OBJC_ISA_AVAILABILITY: `isa` will be deprecated or unavailable
* in the future */
#if !defined(OBJC_ISA_AVAILABILITY)
# if __OBJC2__
# define OBJC_ISA_AVAILABILITY __attribute__((deprecated))
# else
# define OBJC_ISA_AVAILABILITY /* still available */
# endif
#endif
struct objc_class {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE;
const char *name OBJC2_UNAVAILABLE;
long version OBJC2_UNAVAILABLE;
long info OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_object {
objc_class *isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
typedef struct objc_class *Class; //类的定义
typedef struct objc_object *id; //对象的定义
苹果在Objective-C 2.0中试图模糊isa的内容，这样多了一层封装，并且isa也被OBJC_ISA_AVAILABILITY废弃，禁止直接访问了
接下来我们看看Project Headers中的相关定义，代码比较长，就只粘贴了部分在这里 objc-runtime-new.h和objc-private.h
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef struct objc_class *Class;
typedef struct objc_object *id;
union isa_t
{
isa_t() { }
isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }
Class cls;
uintptr_t bits;
// ...
}
struct objc_object {
private:
isa_t isa;
public:
...
}
struct objc_class : objc_object {
// Class ISA;
Class superclass;
cache_t cache; // formerly cache pointer and vtable
class_data_bits_t bits; // class_rw_t * plus custom rr/alloc flags
//...
}
struct protocol_t : objc_object {
...
}
其中struct objc_object中多了一个Union isa_t, isa_t中有两个构造函数其中bits和cls只能用其中一个
objc_class, protocol_t都继承了objc_object, 可以看出凡是带有isa结构的，就是objc中的对象. block也是对象，运行时可以通过isa指针，查找到该对象是属于什么类
clang重写
具体原OC代码在这里
static void OBJC_CLASS_SETUP_$_CatAnimal(void ) {
OBJC_METACLASS_$_CatAnimal.isa = &OBJC_METACLASS_$_NSObject;
OBJC_METACLASS_$_CatAnimal.superclass = &OBJC_METACLASS_$_NSObject;
OBJC_METACLASS_$_CatAnimal.cache = &_objc_empty_cache;
OBJC_CLASS_$_CatAnimal.isa = &OBJC_METACLASS_$_CatAnimal;
OBJC_CLASS_$_CatAnimal.superclass = &OBJC_CLASS_$_NSObject;
OBJC_CLASS_$_CatAnimal.cache = &_objc_empty_cache;
}
static void OBJC_CLASS_SETUP_$_PrisonCat(void ) {
OBJC_METACLASS_$_PrisonCat.isa = &OBJC_METACLASS_$_NSObject;
OBJC_METACLASS_$_PrisonCat.superclass = &OBJC_METACLASS_$_CatAnimal;
OBJC_METACLASS_$_PrisonCat.cache = &_objc_empty_cache;
OBJC_CLASS_$_PrisonCat.isa = &OBJC_METACLASS_$_PrisonCat;
OBJC_CLASS_$_PrisonCat.superclass = &OBJC_CLASS_$_CatAnimal;
OBJC_CLASS_$_PrisonCat.cache = &_objc_empty_cache;
}
#pragma section(".objc_inithooks$B", long, read, write)
__declspec(allocate(".objc_inithooks$B")) static void *OBJC_CLASS_SETUP[] = {
(void *)&OBJC_CLASS_SETUP_$_CatAnimal,
(void *)&OBJC_CLASS_SETUP_$_PrisonCat,
};
当objc_inithooks启动回调时，程序会组装isa和superclass的关系, 可以看出isa关系:
isa: PrisonCat -> PrisonCat(meta) -> NSObject(meta)
isa: CatAnimal -> CatAnimal(meta) -> NSObject(meta)
通过运行时函数objc_getMetaClass，objc_getClass，class_isMetaClass，class_getSuperclass得到如下superclass关系
superclass: PrisonCat => CatAnimal => NSObject => nil
superclass: PrisonCat[meta] => CatAnimal[meta] => NSObject[meta] => NSObject => nil
最后通过如下摘抄源码objc-runtime-new.h可以画出一个类的关系图
bool isRootClass() {
return superclass == nil;
}
bool isRootMetaclass() {
return ISA() == (Class)this;
}
Class cls = ((Class (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)self, sel_registerName("class"));
Class cls = ((Class (*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("PrisonCat"))}, sel_registerName("class"));
首先，只看绿色的父类箭头，在OC中一切基类都是NSObject, NSObject没有父类
其次, isRootMetaclass使用了并查集的根节点判断, 也就是说meta class都属于同一个集合. 且NSObject[meta]为并查集的跟节点