【引】runtime全解析，P2：关于Class 和 MetaClass

几个基本的概念：

id，
id的定义是，
typedef struct objc_object {
Class isa;
} *id;

id是指向struct objc_object的一个指针。
这个意思是，id是一个指向任何一个继承了NSObject的对象，可以指向任意一个NSObject子类的对象。
需要注意的是id是一个指针，所以在使用id的时候不需要加星号。

SEL
SEL的定义是，
typedef struct objc_selector *SEL;
是指向 struct objc_selector的指针，而 objc_selector 的定义并没有在runtime.h中给出定义。

Objective-C在编译时，会根据方法的名字生成一个用来区分这个方法的唯一的一个ID。只要方法名称相同，那么它们的ID就是相同的。

说白了SEL是一个方法的方法名。

不同类的实例对象执行相同的selector时，会在各自的方法列表中去根据selector去寻找自己对应的IMP。

IMP
IMP的定义是，
typedef id (*IMP)(id, SEL, …);
为方法具体实现代码块的地址，可像普通C函数一样调用。
是指向一个函数的一个指针。这个被指向的函数包括一个id（标识是哪个instance或者class的方法），一个SEL（标识是哪个方法），以及函数的入参以及返回值。
说白了，IMP指向实现代码。

Method
Method，也就是我们说的方法，
在objc/objc-class.h中是这样定义的：

struct objc_method
{
SEL method_name;
char * method_types;
IMP method_imp;
};

一个方法Method，包含了一个方法名SEL，一个指向方法实现地址的指针IMP，以及入参和出参的描述字符串。

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iOS的实例，对象，元类

参考唐巧的这篇博客：http://blog.devtang.com/2013/10/15/objective-c-object-model/

实例

instance of class的内存结构里存储了isa指针，以及instance的成员变量。

类的实例看成一个 C 语言的结构体（struct），上面说的 isa 指针就是这个结构体的第一个成员变量，而类的其它成员变量依次排列在结构体中。

isa指向实例的类对象Class。Class中又存储了Class的isa 和super Class指针，以及实例的实例方法等其他list指针，Class的isa指向元类。元类的isa指向根元类，根元类的isa指向自身，这样就形成了isa指针的闭环。也形成了属性和方法存储和查找的闭环。

因为对象在内存中的排布可以看成一个结构体，该结构体的大小并不能动态变化。所以无法在运行时动态给对象增加成员变量。

相对的，对象的方法定义都保存在类的可变区域中。方法的定义列表是一个名为 methodLists的指针的指针（如下图所示）。通过修改该指针指向的指针的值，就可以实现动态地为某一个类增加成员方法。这也是Category实现的原理。同时也说明了为什么Category只可为对象增加成员方法，却不能增加成员变量。

**：特别说明一下，通过objc_setAssociatedObject 和 objc_getAssociatedObject方法可以变相地给对象增加成员变量，但由于实现机制不一样，所以并不是真正改变了对象的内存结构。

Class

每一个对象都是一个类的实例。在 Objective-C 语言的内部，每一个对象都有一个名为 isa 的指针，指向该对象的类。每一个类描述了一系列它的实例的特点，包括成员变量的列表，成员函数的列表等。每一个对象都可以接受消息，而对象能够接收的消息列表是保存在它所对应的类中。

Meta-Class

因为类也是一个对象，那它也必须是另一个类的实列，这个类就是元类 (metaclass)。元类保存了类方法的列表。当一个类方法被调用时，元类会首先查找它本身是否有该类方法的实现，如果没有，则该元类会向它的父类查找该方法，直到一直找到继承链的头。

这三部分的闭环结构见上。