欲誠其意者，先致其知；致知在格物。物格而后知至，知至而后意誠。現(xiàn)代漢語詞典中將格物致知解釋為: "推究事物的原理，從而獲得知識(shí)"。
在編程中我們接觸最多的也是最基本的就是類和對(duì)象，當(dāng)我們?cè)趧?chuàng)建類或者實(shí)例化對(duì)象時(shí)，是否考慮過類和對(duì)象到底是什么？理解其本質(zhì)才能真正掌握一門語言。本文將從結(jié)構(gòu)類型角度并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用探討下Objective-C的類和對(duì)象。
在Objective-C中，對(duì)象是廣義的概念，類也是對(duì)象，所以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f法應(yīng)該是類對(duì)象和實(shí)例對(duì)象。既然實(shí)例對(duì)象所屬的類稱為類對(duì)象，那類對(duì)象有所屬的類嗎？有，稱之為元類(Metaclass)。
類對(duì)象
類對(duì)象(Class)是由程序員定義并在運(yùn)行時(shí)由編譯器創(chuàng)建的，它沒有自己的實(shí)例變量，這里需要注意的是類的成員變量和實(shí)例方法列表是屬于實(shí)例對(duì)象的，但其存儲(chǔ)于類對(duì)象當(dāng)中的。我們?cè)?code>/usr/include/objc/objc.h下看看Class的定義:
/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;
可以看到類是由Class類型來表示的，它是一個(gè)objc_class結(jié)構(gòu)類型的指針。我們接著來看objc_class結(jié)構(gòu)體的定義:
struct objc_class {
Class isa; // 指向所屬類的指針(_Nonnull)
Class super_class; // 父類
const char *name; // 類名(_Nonnull)
long version; // 類的版本信息(默認(rèn)為0)
long info; // 類信息(供運(yùn)行期使用的一些位標(biāo)識(shí))
long instance_size; // 該類的實(shí)例變量大小
struct objc_ivar_list *ivars; // 該類的成員變量鏈表
struct objc_method_list * *methodLists; // 方法定義的鏈表
struct objc_cache *cache; // 方法緩存
struct objc_protocol_list *protocols; // 協(xié)議鏈表
};
isa指針是和
Class同類型的objc_class結(jié)構(gòu)指針，類對(duì)象的指針指向其所屬的類，即元類。元類中存儲(chǔ)著類對(duì)象的類方法，當(dāng)訪問某個(gè)類的類方法時(shí)會(huì)通過該isa指針從元類中尋找方法對(duì)應(yīng)的函數(shù)指針super_class為該類所繼承的父類對(duì)象，如果該類已經(jīng)是最頂層的根類(如
NSObject或NSProxy), 則 super_class為NULLivars是一個(gè)指向
objc_ivar_list類型的指針，用來存儲(chǔ)每一個(gè)實(shí)例變量的地址info為運(yùn)行期使用的一些位標(biāo)識(shí)，比如:
CLS_CLASS (0x1L)表示該類為普通類,CLS_META (0x2L)則表示該類為元類methodLists用來存放方法列表，根據(jù)info中的標(biāo)識(shí)信息，當(dāng)該類為普通類時(shí)，存儲(chǔ)的方法為實(shí)例方法；如果是元類則存儲(chǔ)的類方法
cache用于緩存最近使用的方法。系統(tǒng)在調(diào)用方法時(shí)會(huì)先去cache中查找，在沒有查找到時(shí)才會(huì)去methodLists中遍歷獲取需要的方法
實(shí)例對(duì)象
實(shí)例對(duì)象是我們對(duì)類對(duì)象alloc或者new操作時(shí)所創(chuàng)建的，在這個(gè)過程中會(huì)拷貝實(shí)例所屬的類的成員變量，但并不拷貝類定義的方法。調(diào)用實(shí)例方法時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)例的isa指針去類的方法列表及父類的方法列表中尋找與消息對(duì)應(yīng)的selector指向的方法。同樣的，我們也來看下其定義:
/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
可以看到，這個(gè)結(jié)構(gòu)體只有一個(gè)isa變量，指向?qū)嵗龑?duì)象所屬的類。任何帶有以指針開始并指向類結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)都可以被視作objc_object, 對(duì)象最重要的特點(diǎn)是可以給其發(fā)送消息. NSObject類的alloc和allocWithZone:方法使用函數(shù)class_createInstance來創(chuàng)建objc_object數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
另外我們常見的id類型，它是一個(gè)objc_object結(jié)構(gòu)類型的指針。該類型的對(duì)象可以轉(zhuǎn)換為任何一種對(duì)象，類似于C語言中void *指針類型的作用。其定義如下所示:
/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;
元類對(duì)象
元類(Metaclass)就是類對(duì)象的類，每個(gè)類都有自己的元類，也就是objc_class結(jié)構(gòu)體里面isa指針?biāo)赶虻念? Objective-C的類方法是使用元類的根本原因，因?yàn)槠渲写鎯?chǔ)著對(duì)應(yīng)的類對(duì)象調(diào)用的方法即類方法。
所以由上圖可以看到，在給實(shí)例對(duì)象或類對(duì)象發(fā)送消息時(shí)，尋找方法列表的規(guī)則為:
- 當(dāng)發(fā)送消息給實(shí)例對(duì)象時(shí)，消息是在尋找這個(gè)對(duì)象的類的方法列表(實(shí)例方法)
- 當(dāng)發(fā)送消息給類對(duì)象時(shí)，消息是在尋找這個(gè)類的元類的方法列表(類方法)
元類，就像之前的類一樣，它也是一個(gè)對(duì)象，也可以調(diào)用它的方法。所以這就意味著它必須也有一個(gè)類。所有的元類都使用根元類作為他們的類。比如所有NSObject的子類的元類都會(huì)以NSObject的元類作為他們的類。
根據(jù)這個(gè)規(guī)則，所有的元類使用根元類作為他們的類，根元類的元類則就是它自己。也就是說基類的元類的isa指針指向他自己。
我們可以通過代碼來實(shí)際驗(yàn)證下, Runtime提供了object_getClass函數(shù):
Class _Nullable object_getClass(id _Nullable obj)
來獲取對(duì)象所屬的類，看到這個(gè)函數(shù)你也許會(huì)好奇這個(gè)和我們平常接觸的NSObject的[obj class]有什么區(qū)別？
// NSObject.h
- (Class)class;
+ (Class)class;
我們繼續(xù)從runtime的源碼里面尋找答案:
Class object_getClass(id obj) {
return _object_getClass(obj);
}
object_getClass實(shí)際調(diào)用的是_object_getClass函數(shù)，我們接著看其實(shí)現(xiàn):
static inline Class _object_getClass(id obj) {
#if SUPPORT_TAGGED_POINTERS
if （OBJ_IS_TAGGED_PTR(obj)）{
uint8_t slotNumber = ((uint8_t)(uint64_t) obj) & 0x0F;
Class isa = _objc_tagged_isa_table[slotNumber];
return isa;
}
#endif
if (obj) return obj->isa;
else return Nil;
}
顯然_object_getClass函數(shù)就是返回對(duì)象的isa指針，也就是返回該對(duì)象所指向的所屬類。我們接著看[obj class]的具體實(shí)現(xiàn)(包括類方法和實(shí)例方法兩種):
+ (Class)class {
return self; // 返回自身指針
}
- (Class)class {
return object_getClass(self); // 調(diào)用'object_getClass'返回isa指針
}
從代碼中可以看出+ (Class)class返回的是其本身，而- (Class)class則等價(jià)于object_getClass函數(shù)。
我們來寫個(gè)測(cè)試代碼，看看這些函數(shù)的實(shí)際返回值是否和上面的所述保持一致，比如我們有個(gè)RJObject繼承與NSObject：
RJObject *obj = [RJObject new];
Class clsClass0 = [RJObject class]; // 返回RJObject類對(duì)象的本身的地址
Class objClass0 = [obj class]; // isa指向的RJObject類對(duì)象的地址
Class ogcClass0 = object_getClass(obj); // isa指向的RJObject類對(duì)象的地址
NSLog(@"clsClass0 -> %p", clsClass0); // -> 0x10fb22068
NSLog(@"objClass0 -> %p", objClass0); // -> 0x10fb22068
NSLog(@"ogcClass0 -> %p", ogcClass0); // -> 0x10fb22068
打印結(jié)果可以看出，當(dāng)obj為實(shí)例變量時(shí), object_getClass(obj)與[obj class]輸出結(jié)果一致，均返回該對(duì)象的isa指針，即指向RJObject類對(duì)象的指針。而[RJObject class]則直接返回RJObject類對(duì)象本身的地址，所以與前面兩者返回的地址相同。
// 'objClass0'為RJObject類對(duì)象(RJObject Class)
Class objClass1 = [objClass0 class]; // 返回RJObject類對(duì)象本身的地址
Class ogcClass1 = object_getClass(objClass0); // isa指向的RJObject元類的地址
NSLog(@"objClass1 -> %p", objClass1); // -> 0x10fb22068
NSLog(@"ogcClass1 -> %p", ogcClass1); // -> 0x10fb22040
此時(shí)objClass0為RJObject的類對(duì)象，所以類方法[objClass0 class]返回的objClass1為self, 即RJObject類對(duì)象本身的地址，故結(jié)果與上面的地址相同。而ogcClass1返回的為RJObject元類的地址。
// 'ogcClass1'為RJObject的元類(RJObject metaClass)
Class objClass2 = [ogcClass1 class]; // 返回RJObject元類對(duì)象的本身的地址
Class ogcClass2 = object_getClass(ogcClass1); // isa指向的RJObject元類的元類地址
NSLog(@"objClass2 -> %p", objClass2); // -> 0x10fb22040
NSLog(@"ogcClass2 -> %p", ogcClass2); // -> 0x110ad9e58
同理，這邊ogcClass2為RJObject元類的元類的地址，那問題來了，某個(gè)類它的元類的元類的是什么類呢？這樣下去豈不是元類無窮盡了？擒賊先擒王，我們先來看看根類NSObject的元類和它元類的元類分別是什么:
Class rootMetaCls0 = object_getClass([NSObject class]); // 返回NSObject元類(根元類)的地址
Class rootMetaCls1 = object_getClass(rootMetaCls0); // 返回NSObject元類(根元類)的元類地址
NSLog(@"rootMetaCls0 -> %p", rootMetaCls0); // -> 0x110ad9e58
NSLog(@"rootMetaCls1 -> %p", rootMetaCls1); // -> 0x110ad9e58
看到結(jié)果就一目了然了，根元類的isa指針指向自己，也就是根元類的元類即其本身。另外，可以發(fā)現(xiàn)ogcClass2的地址和根元類isa的地址相同，說明任意元類的isa指針都指向根元類，這樣就構(gòu)成一個(gè)封閉的循環(huán)。
另外，我們可以通過class_isMetaClass函數(shù)來判斷某個(gè)類是否是元類，比如:
NSLog(@"ogcClass0 is metaClass: %@", class_isMetaClass(objClass0) ? @"YES" : @"NO");
NSLog(@"ogcClass1 is metaClass: %@", class_isMetaClass(ogcClass1) ? @"YES" : @"NO");
輸出結(jié)果為:
LearningClass[58516:3424874] ogcClass0 is metaClass: NO
LearningClass[58516:3424874] ogcClass1 is metaClass: YES
日志表明ogcClass0為類對(duì)象，而ogcClass1則為元類對(duì)象，這與我們上面的分析是一致的。
類和元類的父類指向情況也可以參照上面的步驟，通過
class_getSuperclass或者[obj superClass]函數(shù)來獲取分析，這邊就不再贅述了。
除了isa聲明了實(shí)例與所屬類的關(guān)系，還有superClass表明了類和元類的繼承關(guān)系，類對(duì)象和元類對(duì)象都有父類。同樣，為了形成一個(gè)閉環(huán)，根類的父類為nil, 根元類的父類則指向其根類。我們可以通過一張示意圖來看下三種對(duì)象之間的連接關(guān)系:
總結(jié)一下實(shí)例對(duì)象，類對(duì)象以及元類對(duì)象之間的isa指向和繼承關(guān)系的規(guī)則為:
規(guī)則一: 實(shí)例對(duì)象的isa指向該類，類的isa指向元類(metaClass)
規(guī)則二: 類的superClass指向其父類，如果該類為根類則值為nil
規(guī)則三: 元類的isa指向根元類，如果該元類是根元類則指向自身
規(guī)則四: 元類的superClass指向父元類，若根元類則指向該根類
動(dòng)態(tài)創(chuàng)建類
Objective-C作為動(dòng)態(tài)語言的優(yōu)勢(shì)在于它能在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建類和對(duì)象，并向類中增加方法和實(shí)例變量。具體示例如下:
Class newClass = objc_allocateClassPair([NSObject class], "RJInfo", 0);
if (!class_addMethod(newClass, @selector(report), (IMP)ReportFunction, "v@:")) {
NSLog(@"Add method 'report' failed!");
}
if (!class_addIvar(newClass, "_name", sizeof(NSString *), log2(sizeof(NSString *)), @encode(NSString *))) {
NSLog(@"Add ivar '_name' failed!");
}
objc_registerClassPair(newClass);
上面代碼創(chuàng)建了一個(gè)RJInfo的類，并分別添加了_name成員變量和report實(shí)例方法。需要注意的是，方法和變量必須在objc_allocateClassPair和objc_registerClassPair之間進(jìn)行添加。所以，在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建一個(gè)類只需要3個(gè)步驟:
首先是調(diào)用objc_allocateClassPair為新建的類分配內(nèi)存，三個(gè)參數(shù)依次為newClass的父類，newClass的名稱，第三個(gè)參數(shù)通常為0, 從這個(gè)函數(shù)名字可以看到新建的類是一個(gè)pair, 也就是成對(duì)的類，那為什么新建一個(gè)類會(huì)出現(xiàn)一對(duì)類呢？是的，元類！類和元類是成對(duì)出現(xiàn)的，每個(gè)類都有自己所屬的元類，所以新建一個(gè)類需要同時(shí)創(chuàng)建類以及它的元類。
然后就可以向newClass中添加變量及方法了，注意若要添加類方法，需用objc_getClass(newClass)獲取元類，然后向元類中添加類方法。因?yàn)槭纠椒ㄊ谴鎯?chǔ)在類中的，而類方法則是存儲(chǔ)在元類中。最后必須把newClass注冊(cè)到運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)，否則系統(tǒng)是不能識(shí)別這個(gè)類的。
上面的代碼中添加了一個(gè)成員變量_name, 我們來看下實(shí)際應(yīng)用中如何獲取和使用這個(gè)變量:
unsigned int varCount;
Ivar *varList = class_copyIvarList(newClass, &varCount);
for (int i = 0; i < varCount; i++) {
NSLog(@"var name: %s", ivar_getName(varList[i]));
}
free(varList);
id infoInstance = [[newClass alloc] init];
Ivar nameIvar = class_getInstanceVariable(newClass, "_name");
object_setIvar(infoInstance, nameIvar, @"Ryan Jin");
NSLog(@"var value: %@",object_getIvar(infoInstance, nameIvar));
我們可以通過class_copyIvarList來查看實(shí)例變量列表，注意獲取的varList列表需要調(diào)用free()函數(shù)釋放。當(dāng)前只添加了一個(gè)變量，所以varCount為1, 在調(diào)用ivar_getName打印出變量的名字。如若對(duì)_name賦值，則需要先實(shí)例化newClass對(duì)象，并取出對(duì)象的該變量后調(diào)用object_setIvar進(jìn)行賦值操作。示例代碼的輸出結(jié)果為:
LearningClass[58516:3424874] var name: _name
LearningClass[58516:3424874] var value: Ryan Jin
好了，驗(yàn)證完變量的添加，繼續(xù)看方法的添加和使用。上文的示例中添加了report方法，但僅僅是做了SEL方法名的聲明，我們來接著完成其IMP所指向函數(shù)ReportFunction的具體實(shí)現(xiàn):
void ReportFunction(id self, SEL _cmd) {
Class currentClass = [self class];
Class metaClass = objc_getMetaClass(class_getName(currentClass));
NSLog(@"Class is %@, and super - %@.", currentClass, [self superclass]);
NSLog(@"%@'s meta class is %p.", NSStringFromClass(currentClass), metaClass);
}
在函數(shù)實(shí)現(xiàn)中我們打印了類，父類以及元類的相關(guān)信息，為了運(yùn)行ReportFunction, 我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)動(dòng)態(tài)實(shí)例來創(chuàng)建類的實(shí)例對(duì)象并調(diào)用report方法:
id instanceOfNewClass = [[newClass alloc] init];
[instanceOfNewClass performSelector:@selector(report)];
輸出結(jié)果:
LearningClass[58516:3424874] Class is RJInfo, and super - NSObject.
LearningClass[58516:3424874] RJInfo's meta class is 0x600000253920.
除了給類添加方法，我們同樣也可以動(dòng)態(tài)修改已存在方法的實(shí)現(xiàn)，比如:
class_replaceMethod(newClass, @selector(report), (IMP)ReportReplacedFunction, "v@:");
這樣就將report這個(gè)SEL所指向的IMP實(shí)現(xiàn)換成了ReportReplacedFunction. 如果類中不存在name指定的方法, class_replaceMethod則類似于class_addMethod函數(shù)一樣會(huì)添加方法；如果類中已存在name指定的方法，則類似于method_setImplementation一樣替代原方法的實(shí)現(xiàn)。
看到
class_replaceMethod的解釋，相信你已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，這不就是Method Swizzling嗎？沒錯(cuò)，所謂的黑魔法，其實(shí)就是底層原理的應(yīng)用而已！
本質(zhì)探究
知其然亦知其所以然才是獲取知識(shí)的正確方式，理解了類和對(duì)象的本質(zhì)后，我們來看看格物致知后的理論可以引導(dǎo)出哪些應(yīng)用和認(rèn)識(shí):
屬性
在Objective-C中，屬性(property)和成員變量是不同的。那么，屬性的本質(zhì)是什么？它和成員變量之間有什么區(qū)別？簡(jiǎn)單來說屬性是添加了存取方法的成員變量，也就是:
@property = ivar + getter + setter;
因此，我們每定義一個(gè)@property都會(huì)添加對(duì)應(yīng)的ivar, getter和setter到類結(jié)構(gòu)體objc_class中。具體來說，系統(tǒng)會(huì)在objc_ivar_list中添加一個(gè)成員變量的描述，然后在methodLists中分別添加setter和getter方法的描述。
方法調(diào)用
如上文所述，方法調(diào)用是通過查詢對(duì)象的isa指針?biāo)赶驓w屬類中的methodLists來完成。這里我們通過孫源在runtime分享會(huì)上的一道題目來理解下。假設(shè)我們有一個(gè)類RJSark定義如下:
@interface RJSark : NSObject
- (void)speak;
@end
然后通過如下方式調(diào)用speak方法:
@implementation RJViewController
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
id cls = [RJSark class];
void *obj = &cls;
[(__bridge id)obj speak];
}
@end
這里會(huì)正常完成調(diào)用，并不會(huì)導(dǎo)致程序crash. 這又是為什么呢？我們先來看下cls. 顯然，它是RJSark的類對(duì)象，經(jīng)過void *obj = &cls賦值后obj為指向cls的指針，再通過(__bridge id)將其轉(zhuǎn)換為id對(duì)象。上文中我們提到id其實(shí)是一個(gè)objc_object結(jié)構(gòu)體，里面存放了指向所屬類的isa指針，所以調(diào)用[obj speak]能夠找到它的isa所指向的類對(duì)象(也就是RJSark類)的方法列表并完成調(diào)用，但其實(shí)obj并不是RJSark的實(shí)例對(duì)象，它僅僅擁有和RJSark實(shí)例對(duì)象一樣的isa指針而已。
空說無憑，我們將上面的代碼稍微修改后驗(yàn)證下:
id cls = [RJSark class];
RJSark *sark = [[cls alloc] init];
void *obj = &cls;
NSLog(@"cls = %p", cls);
NSLog(@"sark = %p", objc_getClass(object_getClassName(sark)));
NSLog(@"obj = %p", objc_getClass(object_getClassName((__bridge id)obj)));
輸出結(jié)果為:
LearningClass[58516:3424874] cls = 0x10fbd02d0
LearningClass[58516:3424874] sark = 0x10fbd02d0
LearningClass[58516:3424874] obj = 0x10fbd02d0
可以發(fā)現(xiàn)obj和sark的isa指針?biāo)赶虻牡刂废嗤遗ccls的地址一致，也就是它們都指向cls類對(duì)象。
父類對(duì)象
我們直接來看一個(gè)面試題, Father繼承與NSObject, Son則繼承于Father類，分別調(diào)用[self class]和[super class], 輸出結(jié)果是？
@implementation Son : Father
- (instancetype)init
{
self = [super init];
if (self) {
NSLog(@"%@", NSStringFromClass([self class]));
NSLog(@"%@", NSStringFromClass([super class]));
}
return self;
}
@end
輸出結(jié)果都為Son, 為什么[super class]的結(jié)果不是Father? 我們簡(jiǎn)單分析下就明白了。實(shí)例對(duì)象的方法列表是存放在isa所指向的類對(duì)象中的，所以調(diào)用[self class]的時(shí)候會(huì)去self的isa所指向的Son類對(duì)象中尋找該方法，在沒有重載[obj class]的情況下, Son類對(duì)象是沒有這個(gè)方法的，此時(shí)會(huì)接著在父類對(duì)象的方法列表中查找，最終會(huì)發(fā)現(xiàn)NSObject存儲(chǔ)了該方法，所以[self class]會(huì)返回實(shí)例對(duì)象(self)所屬的Son這個(gè)類對(duì)象。
而[super class]則指定從父類Father的方法列表開始去查找- (Class)class這個(gè)方法，顯然Father沒有這個(gè)方法，最終還是要查找到NSObject類對(duì)象的方法列表中，需要注意的是不管是[self class]還是[super class], 它們都是調(diào)用的實(shí)例對(duì)象的- (Class)class方法，雖然其指向的類對(duì)象不同，但實(shí)例對(duì)象都是self本身，再強(qiáng)調(diào)下區(qū)分開實(shí)例對(duì)象和類對(duì)象！因而返回的也是當(dāng)前self的isa所指向的Son類。
其實(shí)
super是objc_super類型的結(jié)構(gòu)體，它包含了當(dāng)前的實(shí)例對(duì)象self以及父類的類對(duì)象。更詳細(xì)的解答可以參考@iOS程序犭袁的博文。
除了用super來指向父類外，我們還可以用isKindOfClass和isMemberOfClass來判斷對(duì)象的繼承關(guān)系。這兩個(gè)函數(shù)有什么區(qū)別呢？同樣，先來看一個(gè)測(cè)試題:
BOOL r1 = [[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]]; // -> YES
BOOL r2 = [[RJObject class] isKindOfClass:[RJObject class]]; // -> NO
BOOL r3 = [[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]]; // -> NO
BOOL r4 = [[RJObject class] isMemberOfClass:[RJObject class]]; // -> NO
為什么只有r1是YES? 實(shí)際上isKindOfClass是判斷對(duì)象是否為Class的實(shí)例或子類，而isMemberOfClass則是判斷對(duì)象是否為Class的實(shí)例。還是不明白？沒關(guān)系，我們直接來看看這兩個(gè)函數(shù)的源碼實(shí)現(xiàn)，看看它們本質(zhì)上是以什么作為判斷標(biāo)準(zhǔn)的:
+ (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;
}
注意上面的題目是調(diào)用的類方法，所以我們分析下類方法的實(shí)現(xiàn)，至于實(shí)例方法也是類似的。可以看到isMemberOfClass的判斷是先調(diào)用object_getClass獲取isa所指向的歸屬類，也就是元類，然后直接判斷cls是否就是被比較的對(duì)象的元類。而[NSObject class]的元類是根元類，顯然不等于[NSObject class]本身，所以r3返回NO, r4也是同理。
而isKindOfClass也是先獲取當(dāng)前對(duì)象的元類，但是會(huì)循環(huán)獲取其isa所指向類的父類進(jìn)行比較，只要該元類或者元類的父類與cls相對(duì)則返回YES. RJObject的元類，以及父元類(最終指向根元類)都不等于RJObject對(duì)象，所以r2返回NO. 那為什么r1返回YES呢？還記得上文所說的閉環(huán)嗎？根元類的父類指向根類本身！顯然, r1符合了isKindOfClass的判斷標(biāo)準(zhǔn)。
學(xué)以致用
到這里理論部分就結(jié)束了。那么，問題來了，理解了類和對(duì)象的本質(zhì)原理有什么實(shí)際應(yīng)用價(jià)值嗎？可以讓我們更優(yōu)雅的解決項(xiàng)目中遇到的問題和需求嗎？Talk is cheap, show me the code:
比如App常見的記錄用戶行為的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)需求，俗稱埋點(diǎn)。具體來說假設(shè)我們需要記錄用戶對(duì)按鈕的點(diǎn)擊。通常情況下，我們會(huì)在按鈕的點(diǎn)擊事件里面直接加上數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的代碼，但這樣做的問題在于會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)代碼進(jìn)行侵入，且統(tǒng)計(jì)的代碼散落各處，難以維護(hù)。
當(dāng)然，我們還可以創(chuàng)建一個(gè)UIButton的子類，在子類中重載點(diǎn)擊事件的響應(yīng)函數(shù)，并在其中加上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)部分的代碼:
-(void)sendAction:(SEL)action to:(id)target forEvent:(UIEvent *)event
這樣做是可以的，但是現(xiàn)有工程中所有需要支持?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的按鈕都必須替換成該子類，而且如果哪天不需要支持埋點(diǎn)功能了并需要遷移復(fù)用業(yè)務(wù)代碼，那還得一個(gè)個(gè)再改回去。所以，我們需要一個(gè)更優(yōu)雅的實(shí)現(xiàn)。
我們可以利用動(dòng)態(tài)創(chuàng)建類并添加方法的思路來實(shí)現(xiàn)這個(gè)需求，這邊只是以埋點(diǎn)作為示例，你也可以利用該思路擴(kuò)展任意需要處理的需求和功能。簡(jiǎn)單來說就是我們創(chuàng)建一個(gè)UIButton的Category, 然后在需要埋點(diǎn)的情況下動(dòng)態(tài)生成一個(gè)新的UIButton子類，并給其添加一個(gè)可以記錄數(shù)據(jù)的事件響應(yīng)方法來替代默認(rèn)的方法，如下所示:
//
// UIButton+Tracking.m
// LearningClass
//
// Created by Ryan Jin on 07/03/2018.
// Copyright ? 2018 ArcSoft. All rights reserved.
//
#import "UIButton+Tracking.h"
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
@implementation UIButton (Tracking)
- (void)enableEventTracking
{
NSString *className = [NSString stringWithFormat:@"EventTracking_%@",self.class];
Class kClass = objc_getClass([className UTF8String]);
if (!kClass) {
kClass = objc_allocateClassPair([self class], [className UTF8String], 0);
}
SEL setterSelector = NSSelectorFromString(@"sendAction:to:forEvent:");
Method setterMethod = class_getInstanceMethod([self class], setterSelector);
object_setClass(self, kClass); // 轉(zhuǎn)換當(dāng)前類從UIButton到新建的EventTracking_UIButton類
const char *types = method_getTypeEncoding(setterMethod);
class_addMethod(kClass, setterSelector, (IMP)eventTracking_SendAction, types);
objc_registerClassPair(kClass);
}
static void eventTracking_SendAction(id self, SEL _cmd, SEL action ,id target , UIEvent *event) {
struct objc_super superclass = {
.receiver = self,
.super_class = class_getSuperclass(object_getClass(self))
};
void (*objc_msgSendSuperCasted)(const void *, SEL, SEL, id, UIEvent *) = (void *)objc_msgSendSuper;
// to do event tracking...
NSLog(@"Click event record: target = %@, action = %@, event = %ld", target, NSStringFromSelector(action), (long)event.type);
objc_msgSendSuperCasted(&superclass, _cmd, action, target, event);
}
@end
然后在添加按鈕的地方，如果需要數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，則調(diào)用enableEventTracking函數(shù)來內(nèi)嵌打點(diǎn)功能。使用示例如下:
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
UIButton *button = [[UIButton alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 50, 30)];
button.layer.borderColor = [[UIColor redColor] CGColor];
button.layer.borderWidth = 1.0f;
button.layer.cornerRadius = 4.0f;
button.layer.masksToBounds = YES;
[button addTarget:self action:@selector(trackingButtonAction:)
forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
[self.view addSubview:button];
[button enableEventTracking];
}
- (void)trackingButtonAction:(UIButton *)sender
{
// to do whatever you want...
NSLog(@"%s", __func__);
}
打印輸出信息為:
LearningClass[58516:3424874] Click event record: target = <ViewController: 0x7f97a5d0cb80>, action = trackingButtonAction:, event = 0
LearningClass[58516:3424874] -[ViewController trackingButtonAction:]
浮于表面探究問題不失為一種方法，但是弄清楚本質(zhì)才是真正意義上的解決疑惑。
