isa和Class

什么是isa

在OC中我们有时会用id来声明对象， 那么id的本质是什么？

打开 #import<objc/objc.h> 的源文件，可以找到id的定义

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

/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};

/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;

上述代码发现我们常用的id也就是struct objc_object结构体的指针

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objc_class

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;
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */

struct objc_classs结构体里存放的数据称为元数据(metadata)通过成员变量的名称我们可以猜测里面存放有指向父类的指针、类的名字、版本、实例大小、实例变量列表、方法列表、缓存、遵守的协议列表等，这些信息就足够创建一个实例了

在这里可以看到，在一个类中，有超类的指针，类名，版本的信息。

• ivars是objc_ivar_list成员变量列表的指针；
• methodLists是指向objc_method_list指针的指针
• methodLists是指向方法列表的指针。

这里如果动态修改methodLists的值来添加成员方法，这也是Category实现的原理，同样解释了Category不能添加属性的原因

objc_class继承于objc_object， 所以在objc_class中也会包含isa类型的结构体。该结构体的第一个成员变量也是isa指针，这就说明了Class本身其实也是一个对象，我们称之为类对象， Objective-C 中类也是一个对象

object类和NSObject类里面分别都包含一个objc_class类型的isa

isa如何实现方法调用

对象的实例方法被调用的时候，会通过isa找到相应的类，然后在该类的class_data_bits_t中去查找方法。class_data_bits_t是指向了类对象的数据区域。在该数据区域内查找相应方法的对应实现。

但是在我们调用类方法的时候，类对象的isa里面是什么呢？这里为了和对象查找方法的机制一致，遂引入了元类(meta-class)的概念。