拓展了 C 語言的 Objc 是一種動態的面向對象的語言，Objc 之所以能做到“動態”，就得宜于 Objc Runtime。Objc Runtime實際上是一個用 C 和匯編寫的Runtime庫，職責是運行時加載類的信息，進行消息的分發和轉發。
對比 C 和 Objc：
- C 是靜態的，函數調用在編譯期決定
- OC 是動態的，函數調用實際是在發送消息，Runtime 負責在運行時期找到調用方法。
Objc 對象與類的定義
/// 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;
};
/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;
可見每個 Objc 對象都有一個 id 指針指向一個 objc_object 結構體， objc_object 結構體中又有一個指向對象Class的指針 isa，它實際上指向了一個 objc_class 結構體實例，即對象對應的類對象。
Objc 類對象
Objc Runtime中，無論是類的實例對象還是類本身，實際上都是以對象的形式存在。先來看一下類的數據結構：
/*Objc 類的數據結構*/
struct objc_class {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
// 指向metaclass
#if !__OBJC2__
Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE; // 父類
const char *name OBJC2_UNAVAILABLE; // 類名
long version OBJC2_UNAVAILABLE; // 類的版本信息，默認為0
long info OBJC2_UNAVAILABLE; // 類信息，供運行期使用的一些位標識
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE; // 該類的實例變量大小
struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE; // 該類的成員變量地址鏈表
struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法定義地址鏈表
struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE; // 最近調用過的方法地址緩存
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE; // 遵循的協議地址鏈表
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
isa：可以看出此處的 isa 也是一個指向 objc_class 的指針，證明了類也是對象。普通實例對象的 isa 指針指向的類結構實例稱為class，保存類的普通成員變量和對象方法；class對象的isa指針指向的類結構實例則稱為metaclass，保存類的static成員變量與static類型方法。metaclass 對象的isa指針則指向根 metaclass*（詳見后文）
super_class：指向父類，類如果是頂層根類則為NULL
info： 一些標識信息，如 CLS_CLASS (0x1L) 表示該類為普通 class ；CLS_META (0x2L) 表示該類為 metaclass
cache：緩存最近調用過的方法。對象收到消息的時候，runtime 會根據對象的 isa 指針去查找能響應這個消息的對象。實際上，對象的方法只有一部分是常用的，這種情況下每次都遍歷一遍 methodLists 非常蠢。cache就可以解決這個問題，對象調用過一個方法后，該方法就會被存到cache列表中，下次調用的時候 runtime會優先去 cache中查找
類與對象的繼承層次關系
之前提到普通實例對象的isa指針指向其class對象，class對象的isa指針指向metaclass對象，那么這三者之間的繼承層次關系是怎么呢， 引用一張著名的圖：
可以看出，metaclass 也是對象。從類結構的成員 info 中存有 class 或 metaclass 的標識，也可以看出，class 與 metaclass 共用一套數據結構。
值得注意的是：metaclass 對象的 isa 指針均指向 root metaclass，而 root metaclass的父指針又指向 root class，這就保證了可以通過 metaclass 對象訪問所有方法。
Runtime 如何進行方法調用
在弄清 Objc 類結構以及對象與類，元類（metaclass）之間的關系之后，我們就可以來看看 runtime 是如何進行方法的調用的了。先來看一段函數調用的模擬編譯代碼：
id __strong obj = [[NSObject alloc] init];
/*對應編譯模擬代碼*/
id obj = objc_msgSend(NSObject, @selector(alloc));
objc_msgSend(obj, @selector(init));
objc_release(obj);
可見Objc中的函數調用其實是通過objc_msgSend這個函數完成的。
objc_msgSend 方法
objc_msgSend 方法的調用流程如下：
檢查 selector 是否要忽略：如在ARC下，retain，release方法要被忽略。
target 是否為 nil：這就是為什么 Objc 中 nil 對象可以調用方法但不會崩潰的原因，因為在這一步就被忽略了。
查找方法IMP：通過方法的 SEL（可理解為方法的 ID）查找 IMP（函數指針，指向方法實現的首地址），SEL 與 IMP 在方法列表中以鍵值對的方式存儲，查找流程為
（1）先根據對象的 Class 指針找到類對象；
（2）在類對象的 cache 和方法列表查找；
（3）在 superclass 中重復（2）（3）。
在（1）（2）（3）中一但找到實現，就跳到實現地址執行。消息轉發：當經過1，2，3還沒找到IMP就要進行消息轉發了，如果轉發之后還無法找到能調用的方法程序將崩潰。
注：方法查找與消息轉發的內容將在下幾篇博客詳細介紹。
