Runtime

Posted 2020-08-15 MJ_Angel

（一）[self class] 与 [super class]

　　下面代码输出什么@implementation Son : Father

- (id)init
{
    self = [super init];
    if (self)
    {
        NSLog(@"%@", NSStringFromClass([self class]));
        NSLog(@"%@", NSStringFromClass([super class]));
    }
return self;
}
@end

self和super的区别：

　　self是类的一个隐藏参数，每个方法的实现的第一个参数

　　super并不是隐藏参数，它实际上只是一个“编译器标示符”，它负责告诉编译器，当调用方法时，去调用父类的方法，而不是本类中的方法。

　　在调用[super class]的时候，runtime会去调用objc_msgSendSuper方法，而不是objc_msgSend。

　　在objc_msgSendSuper方法中，第一个参数是一个objc_super的结构体，这个结构体里面有两个变量，一个是接收消息的receiver，一个是
当前类的父类super_class。

　　容易误认为[super class]是调用的[super_class class]。

　　objc_msgSendSuper的工作原理应该是这样的:
从objc_super结构体指向的superClass父类的方法列表开始查找selector，找到后以objc->receiver去调用这个selector。注意，最后的调用者是objc->receiver，而不是super_class！

　　所以最后输出两个都一样，都是输出son。

 

（二）isKindOfClass 与 isMemberOfClass

@interface Sark : NSObject
@end
 
@implementation Sark
@end
 
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        BOOL res1 = [(id)[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];
        BOOL res2 = [(id)[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];
        BOOL res3 = [(id)[Sark class] isKindOfClass:[Sark class]];
        BOOL res4 = [(id)[Sark class] isMemberOfClass:[Sark class]];
 
       NSLog(@"%d %d %d %d", res1, res2, res3, res4);
    }
    return 0;
}

先来分析一下源码这两个函数的对象实现

+ (Class)class {
    return self;
}
 
- (Class)class {
    return object_getClass(self);
}
 
Class object_getClass(id obj)
{
    if (obj) return obj->getIsa();
    else return Nil;
}
 
inline Class 
objc_object::getIsa() 
{
    if (isTaggedPointer()) {
        uintptr_t slot = ((uintptr_t)this >> TAG_SLOT_SHIFT) & TAG_SLOT_MASK;
        return objc_tag_classes[slot];
    }
    return ISA();
}
 
inline Class 
objc_object::ISA() 
{
    assert(!isTaggedPointer()); 
    return (Class)(isa.bits & ISA_MASK);
}
 
+ (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
    for (Class tcls = object_getClass((id)self); tcls; tcls = tcls->superclass) {
        if (tcls == cls) return YES;
    }
    return NO;
}
 
- (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
    for (Class tcls = [self class]; tcls; tcls = tcls->superclass) {
        if (tcls == cls) return YES;
    }
    return NO;
}
 
+ (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
    return object_getClass((id)self) == cls;
}
 
- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
    return [self class] == cls;
}

首先题目中NSObject 和 Sark分别调用了class方法。

+ (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls方法内部，会先去获得object_getClass的类，而object_getClass的源码实现是去调用当前类的obj->getIsa()，最后在ISA()方法中获得meta class的指针。

接着在isKindOfClass中有一个循环，先判断class是否等于meta class，不等就继续循环判断是否等于super class，不等再继续取super class，如此循环下去。

[NSObject class]执行完之后调用isKindOfClass，第一次判断先判断NSObject 和 NSObject的meta class是否相等，NSObject的meta class与本身不等。接着第二次循环判断NSObject与meta class的superclass是否相等。Root class(meta) 的superclass 就是 Root class(class)，也就是NSObject本身。所以第二次循环相等，于是第一行res1输出应该为YES。

同理，[Sark class]执行完之后调用isKindOfClass，第一次for循环，Sark的Meta Class与[Sark class]不等，第二次for循环，Sark Meta Class的super class 指向的是 NSObject Meta Class， 和 Sark Class不相等。第三次for循环，NSObject Meta Class的super class指向的是NSObject Class，和 Sark Class 不相等。第四次循环，NSObject Class 的super class 指向 nil， 和 Sark Class不相等。第四次循环之后，退出循环，所以第三行的res3输出为NO。

如果把这里的Sark改成它的实例对象，[sark isKindOfClass:[Sark class]，那么此时就应该输出YES了。因为在isKindOfClass函数中，判断sark的meta class是自己的元类Sark，第一次for循环就能输出YES了。

isMemberOfClass的源码实现是拿到自己的isa指针和自己比较，是否相等。

第二行isa 指向 NSObject 的 Meta Class，所以和 NSObject Class不相等。第四行，isa指向Sark的Meta Class，和Sark Class也不等，所以第二行res2和第四行res4都输出NO。

 

（三）class与内存地址

@interface Sark : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
- (void)speak;
@end
@implementation Sark
- (void)speak {
    NSLog(@"my name‘s %@", self.name);
}
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    id cls = [Sark class];
    void *obj = &cls;
    [(__bridge id)obj speak];
}
@end

上面的代码会怎样？

首先需要谈谈隐藏参数self和_cmd的问题。
当[receiver message]调用方法时，系统会在运行时偷偷地动态传入两个隐藏参数self和_cmd，之所以称它们为隐藏参数，是因为在源代码中没有声明和定义这两个参数。self在上面已经讲解明白了，接下来就来说说_cmd。_cmd表示当前调用方法，其实它就是一个方法选择器SEL。

难点一，能不能调用speak方法？

答案是可以的。obj被转换成了一个指向Sark Class的指针，然后使用id转换成了objc_object类型。obj现在已经是一个Sark类型的实例对象了。当然接下来可以调用speak的方法。

难点二，如果能调用speak，会输出什么呢？

正确的答案会输出：my name is

内存地址每次运行都不同，但是前面一定是ViewController。why？

我们把代码改变一下，打印更多的信息出来。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
 
    NSLog(@"ViewController = %@ , 地址 = %p", self, &self);
 
    id cls = [Sark class];
    NSLog(@"Sark class = %@ 地址 = %p", cls, &cls);
 
    void *obj = &cls;
    NSLog(@"Void *obj = %@ 地址 = %p", obj,&obj);
 
    [(__bridge id)obj speak];
 
    Sark *sark = [[Sark alloc]init];
    NSLog(@"Sark instance = %@ 地址 = %p",sark,&sark);
 
    [sark speak];
 
}

我们把对象的指针地址都打印出来。输出结果：

ViewController =  , 地址 = 0x7fff543f5aa8
Sark class = Sark 地址 = 0x7fff543f5a88
Void *obj =  地址 = 0x7fff543f5a80
 
my name is
 
Sark instance =  地址 = 0x7fff543f5a78
my name is (null)

按viewDidLoad执行时各个变量入栈顺序从高到底为self, _cmd, self.class, self, obj。

第一个self和第二个_cmd是隐藏参数。第三个self.class和第四个self是[super viewDidLoad]方法执行时候的参数

在调用self.name的时候，本质上是self指针在内存向高位地址偏移一个指针。在32位下面，一个指针是4字节=4*8bit=32bit。

从打印结果我们可以看到，obj就是cls的地址。在obj向上偏移32bit就到了0x7fff543f5aa8，这正好是ViewController的地址。

所以输出为my name is 。