什么是Cocoa中的Meta-class

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1.  Objective-C中的对象

在Objective-C中，对象的类由isa指针标示，isa指向了对象的类。Objective-C中一个对象的基本定义如下：

typedef struct objc_object {

    Class isa;

} *id;

这就是说，任何起始于指向类的指针的数据类型，都被当做objc_object。于是，Objective-C中的所有类都被当做了对象。

实际上，objc_class定义如下：

typedef struct objc_class *Class; 
struct objc_class {
    Class isa;
    Class super_class;     
    /* followed by runtime specific details... */ 
};

2.  什么是meta-class

Meta-class与类相似，也是一个对象。类有实例对象，而类可看作是meta-class的实例，即类的isa指向它。它有这么些特性，结合图1进行理解。

 

l   Meta-class包含了类的类方法；

l   类和meta-class成对出现；

l   Meta-class也有继承关系；

l   每个类都有属于自己的唯一的meta-class；

l   所有的meta-class的isa都指向基类的meta-class，基类的meta-class指向自身；基类的meta-class的父类是基类自身，即所有的类和meta-class都继承自基类（NSObject）。

 

 图1 实例、类、Meta-class的关系图

3.  为何需要meta-class

为何需要meta-class？这与runtime的消息机制相关。

 

当向对象发送消息时，

3.1.     若对象为实例对象：[instanceObj foo]

runtime根据isa找到所属类。该类包含

一个实例方法列表（objc_method_list）

一个指向父类的指针，用于查找父类中的实例方法

 

查找过程：

在实例对象所属的类中的方法列表中查找名为foo的方法，若没找到，在其父类中继续查找，直到找到根类；若找到，则执行foo方法对应的IMP（函数指针）。若继承关系链中的类都没有，那么会报错误：unrecognized selector sent to instance。其实runtime提供了3种解救方法，可以动态新增方法或转发消息。这里不进行讨论。

 

3.2.    对象是类对象：[classObj foo]

runtime根据isa找到所属meta-class，它包含

一个类方法列表；

一个指向父类的指针，用于查找父类中的类方法

 

查找过程：

          在类对象对应的meta-class的方法列表中查找名为foo的方法，若没找到，在其meta-class父类中继续查找；若找到，则执行foo方法对应的IMP（函数指针）。若继承关系链中的metal-class类都没有，那么会报错误：unrecognized selector sent to class。

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