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isa走位圖

前言

之前我們學習了類的相關知識和isa走位，為了加深印象，接下來我們通過兩個例子來復習一下，這兩個例子也是一下大廠可能出現的面試題

一、isKindOfClass和isMemberOfClass

void testISATachnology(){
    BOOL re1 = [(id)[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];
    BOOL re2 = [(id)[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];
    BOOL re3 = [(id)[WJPerson class] isKindOfClass:[WJPerson class]];
    BOOL re4 = [(id)[WJPerson class] isMemberOfClass:[WJPerson class]];
    NSLog(@" re1 :%hhd\n re2 :%hhd\n re3 :%hhd\n re4 :%hhd\n",re1,re2,re3,re4);

    BOOL re5 = [(id)[NSObject alloc] isKindOfClass:[NSObject class]];
    BOOL re6 = [(id)[NSObject alloc] isMemberOfClass:[NSObject class]];
    BOOL re7 = [(id)[WJPerson alloc] isKindOfClass:[WJPerson class]];
    BOOL re8 = [(id)[WJPerson alloc] isMemberOfClass:[WJPerson class]];
    NSLog(@" re5 :%hhd\n re6 :%hhd\n re7 :%hhd\n re8 :%hhd\n",re5,re6,re7,re8);
}

大家知道上面這段代碼打印的結果是什么嗎？
我們先來分析下題目，從上面代碼中可以看到前4行代碼調用的都是類方法，后4行都是對象方法。
我們先來分析一下+ (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls類方法，我們看下蘋果的源碼實現

+ (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
    for (Class tcls = self->ISA(); tcls; tcls = tcls->superclass) {
        if (tcls == cls) return YES;
    }
    return NO;
}

從上述代碼中可以看出先找到本身的元類所以tcls為當前類的元類，然后用tcls與tcls的父類對比，如果一樣則返回YES。
我們先來分析下res1的結果

tcls為NSObject的元類也就是根元類，cls為NSObject也就是根類
得出結論tcls != cls，繼續往下走，tcls為根元類的父類也就是根類,此時tcls == cls，返回為YES。

我們再來分析下res3的結果

tcls為WJPerson的元類，cls為WJPerson類
得出結論tcls != cls，繼續往下走，tcls為WJPerson元類的父類，也就是根元類。
得出結論tcls != cls，繼續往下走，tcls為根元類的父類也就是根類。
得出結論tcls != cls，繼續往下走，tcls為根類的父類為nil。
得出結論tcls != cls，此時跳出循環，返回NO。

通過上面的分析我們可以得出結論：如果指定類是當前類的元類的父類則返回YES，否則返回NO。

我們再來分析一下- (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls對象方法，我們看下蘋果的源碼實現

- (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
    for (Class tcls = [self class]; tcls; tcls = tcls->superclass) {
        if (tcls == cls) return YES;
    }
    return NO;
}

從上述代碼中可以得出結論：如果當前對象的類是指定類或其子類則返回YES，否則返回NO。

從題目中得知re5、re7中都是當前對象的類==指定類所以都返回為YES。
接下來我們分析一下+ (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls這個類方法

+ (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
    return self->ISA() == cls;
}

從上述代碼中可以得出結論：如果指定類是當前類的元類，則返回YES，否則返回NO。

從題目中得知re2、re4中都是指定類==當前類，所以都返回為NO。
最后我們分析一下- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls這個對象方法

- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
    return [self class] == cls;
}

從上述代碼中可以得出結論：如果當前對象的類是指定類則返回YES，否則返回NO。

從題目中得知re6、re8中都是當前對象的類==指定類，所以都返回為YES。
雖有我們可以推導出打印結果為 1 0 0 0 1 1 1 1。
我們看下實際打印結果

2020-09-15 14:59:39.598314+0800 KCObjc[2299:91882]  re1 :1
 re2 :0
 re3 :0
 re4 :0
2020-09-15 14:59:39.601873+0800 KCObjc[2299:91882]  re5 :1
 re6 :1
 re7 :1
 re8 :1

總結

+ (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls：如果cls是當前類的元類的父類則返回YES，否則返回NO。
- (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls：如果當前對象的類是cls或其子類則返回YES，否則返回NO。
+ (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls：如果cls是當前類的元類，則返回YES，否則返回NO。
- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls：如果當前對象的類是cls則返回YES，否則返回NO。

二、類的方法查找

@interface WJPerson : NSObject

- (void)sayHello;

+ (void)sayGoodbye;

@end

@implementation WJPerson

- (void)sayHello{
    NSLog(@"%s",__func__);
}

+ (void)sayGoodbye{
    NSLog(@"%s",__func__);
}

@end

我們先在類中定義一個對象方法，一個類方法。然后判斷下面幾段代碼的打印結果。

一：class_getInstanceMethod探索

void instanceMethod_classToMetaclass(Class pClass){
    
    const char *className = class_getName(pClass);
    Class metaClass = objc_getMetaClass(className);
    
    Method method1 = class_getInstanceMethod(pClass, @selector(sayHello));
    Method method2 = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(sayHello));

    Method method3 = class_getInstanceMethod(pClass, @selector(sayGoodbye));
    Method method4 = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(sayGoodbye));
    
    NSLog(@"%s - %d-%d-%d-%d",__func__,method1!=nil,method2!=nil,method3!=nil,method4!=nil);
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        WJPerson *person = [WJPerson alloc];
        Class pClass     = object_getClass(person);
        instanceMethod_classToMetaclass(pClass);
    }
    return 0;
}

我們先看下class_getInstanceMethod的源碼實現

/***********************************************************************
* class_getInstanceMethod.  Return the instance method for the
* specified class and selector.
**********************************************************************/
Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL sel)
{
    if (!cls  ||  !sel) return nil;

    // This deliberately avoids +initialize because it historically did so.

    // This implementation is a bit weird because it's the only place that 
    // wants a Method instead of an IMP.

#warning fixme build and search caches
        
    // Search method lists, try method resolver, etc.
    lookUpImpOrForward(nil, sel, cls, LOOKUP_RESOLVER);

#warning fixme build and search caches

    return _class_getMethod(cls, sel);
}

由方法的注釋可以知道class_getInstanceMethod的作用是獲取指定類和指定sel的實例方法。
這里pClass是WJPerson類，meteClass是WJPerson的元類。
通過iOS底層之類結構分析這篇文章我們得知類中存放的是類的實例方法，元類中存放的是類的類方法，注：類的類方法也可以叫做元類的實例方法。所以我們可以得出結論method1和method4不為空，其它為空，所以推導出打印結果為 1 0 0 1。
看下實際打印結果

instanceMethod_classToMetaclass - 1-0-0-1

二、class_getClassMethod探索

void classMethod_classToMetaclass(Class pClass){
    
    const char *className = class_getName(pClass);
    Class metaClass = objc_getMetaClass(className);
    
    Method method1 = class_getClassMethod(pClass, @selector(sayHello));
    Method method2 = class_getClassMethod(metaClass, @selector(sayHello));

    Method method3 = class_getClassMethod(pClass, @selector(sayGoodbye));
    //
    Method method4 = class_getClassMethod(metaClass, @selector(sayGoodbye));
    
    NSLog(@"%s - %d-%d-%d-%d",__func__,method1!=nil,method2!=nil,method3!=nil,method4!=nil);
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        WJPerson *person = [WJPerson alloc];
        Class pClass     = object_getClass(person);
        classMethod_classToMetaclass(pClass);
    }
    return 0;
}

我們先看下class_getClassMethod的源碼實現

/***********************************************************************
* class_getClassMethod.  Return the class method for the specified
* class and selector.
**********************************************************************/
Method class_getClassMethod(Class cls, SEL sel)
{
    if (!cls  ||  !sel) return nil;
    /**
     * // NOT identical to this->ISA when this is a metaclass
     * Class getMeta() {
     *     if (isMetaClass()) return (Class)this;
     *     else return this->ISA();
     * }
     * 通過查看getMeta()實現發現，如果當前cls為元類則返回自身
     */
    return class_getInstanceMethod(cls->getMeta(), sel);
}

由方法的注釋可以知道class_getClassMethod的作用是獲取指定類和指定sel的類方法。但是進一步觀察發現實際上是獲取指定類的元類和指定sel的實例方法.
這里pClass是WJPerson類，meteClass是WJPerson的元類。

method1是獲取WJPerson的元類的sayHello方法，而sayHello為是WJPerson類的實例方法，所以獲取不到，method1為nil，同理method2也為nil。
method3是獲取WJPerson的元類的sayGoodbye方法，sayGoodbye是WJPerson的元類的實例方法，所以method3不為nil，同理method4也不為nil。
所以我們可以得出結論method3和method4不為空，其它為空，所以推導出打印結果為 0 0 1 1。
看下實際打印結果

classMethod_classToMetaclass - 0-0-1-1

三、class_getMethodImplementation探索

void iMP_classToMetaclass(Class pClass){
    
    const char *className = class_getName(pClass);
    Class metaClass = objc_getMetaClass(className);

    IMP imp1 = class_getMethodImplementation(pClass, @selector(sayHello));
    IMP imp2 = class_getMethodImplementation(metaClass, @selector(sayHello));

    IMP imp3 = class_getMethodImplementation(pClass, @selector(sayGoodbye));
    IMP imp4 = class_getMethodImplementation(metaClass, @selector(sayGoodbye));

    NSLog(@"%s - %d-%d-%d-%d",__func__,imp1!=nil,imp2!=nil,imp3!=nil,imp4!=nil);
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        WJPerson *person = [WJPerson alloc];
        Class pClass     = object_getClass(person);
        iMP_classToMetaclass(pClass);
    }
    return 0;
}

我們先看下class_getMethodImplementation的源碼實現

/** 
 * Returns the function pointer that would be called if a 
 * particular message were sent to an instance of a class.
 * 
 * @param cls The class you want to inspect.
 * @param name A selector.
 * 
 * @return The function pointer that would be called if \c [object name] were called
 *  with an instance of the class, or \c NULL if \e cls is \c Nil.
 *
 * @note \c class_getMethodImplementation may be faster than \c method_getImplementation(class_getInstanceMethod(cls, name)).
 * @note The function pointer returned may be a function internal to the runtime instead of
 *  an actual method implementation. For example, if instances of the class do not respond to
 *  the selector, the function pointer returned will be part of the runtime's message forwarding machinery.
 */
IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL sel)
{
    IMP imp;

    if (!cls  ||  !sel) return nil;

    // 查找方法的實現
    imp = lookUpImpOrNil(nil, sel, cls, LOOKUP_INITIALIZE | LOOKUP_RESOLVER);

    // Translate forwarding function to C-callable external version
    // 如果沒有找到則進入消息轉發流程
    if (!imp) {
        return _objc_msgForward;
    }

    return imp;
}

由方法的注釋可以知道class_getMethodImplementation的作用是獲取指定類的指定方法實現。
這里pClass是WJPerson類，meteClass是WJPerson的元類。

imp1是獲取WJPerson的類的sayHello方法實現，sayHello為是WJPerson類的實例方法，且已經進行了實現，所以可以獲取到，imp1為-[WJPerson sayHello]。
imp2是獲取WJPerson的元類的sayHello方法實現，而sayHello為是WJPerson類的實例方法，雖然進行了實現，但并不能在WJPerson的元類中查找到實現，這是會進入消息轉發流程，返回的是libobjc.A.dylib _objc_msgForward。
imp3是獲取WJPerson類的sayGoodbye方法，sayGoodbye是WJPerson的元類的實例方法，雖然進行了實現，但并不能在WJPerson的類中查找到實現，此時會進入消息轉發流程，返回的是libobjc.A.dylib _objc_msgForward。
imp1是獲取WJPerson的元類的sayGoodbye方法實現，sayGoodbye為是WJPerson的元類的實例方法，且已經進行了實現，所以可以獲取到，imp4為+[WJPerson sayGoodbye]。
所以我們可以得出結論imp1到imp4都不為空，所以推導出打印結果為 1 1 1 1。
看下實際打印結果

iMP_classToMetaclass - 1-1-1-1

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前言

一、isKindOfClass和isMemberOfClass

總結

二、類的方法查找

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前言

一、isKindOfClass和isMemberOfClass

總結

二、類的方法查找

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一、isKindOfClass和isMemberOfClass

二、類的方法查找