OC追根溯源之Class

前两天碰到一面试题：

//分辨下面res的是非
BOOL res1 = [[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];
BOOL res2 = [[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];
BOOL res3 = [[Sark class] isKindOfClass:[Sark class]];
BOOL res4 = [[Sark class] isMemberOfClass:[Sark class]];

在这之前，我们先了解一下相关的定义：

Class

在objc.h中Class是这么定义的：

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

objc_class又是啥呢？在runtime.h中能看见：

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;

MetaClass

上面能看到Class中有个isa参数，它是指向Class的元类（MetaClass）的指针。

注意到isa也是一个Class的结构体，也就是说MetaClass其本质也是一个Class。

我们可以把Meta Class理解为 一个Class对象的Class。简单的说：

• 当我们发送一个消息给一个NSObject对象时，这条消息会在对象的类的方法列表里查找
• 当我们发送一个消息给一个类时，这条消息会在类的Meta Class的方法列表里查找

之后就有了下面的这张图：

能看到：

• 每个Class都有一个isa指针指向一个唯一的MetaClass
• 每一个MetaClass的isa指针都指向最上层的MetaClass（图中的NSObject的MetaClass）
• 最上层的MetaClass的isa指针指向自己，形成一个回路
• 每一个MetaClass的super class指针指向它原本Class的 Super Class的MetaClass。
• 最上层的MetaClass的 Super Class指向NSObject Class本身
• 最上层的NSObject Class的super class指向 nil

接下来我们看看objc源码中(源码可到这里下载)，在文件Object.mm内，上面相关方法的定义：

+ (Class)class {  
    return self;  
}

- (BOOL)isKindOf:aClass
{
    Class cls;
    for (cls = isa; cls; cls = cls->superclass)
        if (cls == (Class)aClass)
            return YES;
    return NO;
}

- (BOOL)isMemberOf:aClass
{
    return isa == (Class)aClass;
}

那么，BOOL res1 = [[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];就可以这样对应起来理解了：

[NSObject class]拿到的是self，类方法的return self,即上图紫色的NSObject(Class)。

根据上面- (BOOL)isKindOf:aClass的实现，for循环首先拿到的cls = isa,也就是cls为NSObject(Class)的MetaClass。显然这时候cls == (Class)aClass不成立。

随后，cls = cls->superclass，即cls变成了NSObject(Class)的MetaClass的superclass,根据图示可以，superclass指向的是NSObject(Class)，至此cls == (Class)aClass成立，返回YES。

同样的道理，分析BOOL res3 = [[Sark class] isKindOfClass:[Sark class]];:

[Sark class]拿到的是Sark(Class),而- (BOOL)isKindOf:aClass中cls拿到的值依次是Sark Meta Class->NSObject Meta Class->NSObject Class -> nil,没有相等的，return NO。

剩下两个，根据- (BOOL)isMemberOf:aClass的实现，很容易得出结论会return NO。