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面试题:Objective-C中类的isa指针在运行时机制中有什么作用?

请详细阐述Objective-C运行时机制中,类的isa指针是如何关联类与对象,以及它在消息发送过程中的角色。
17.3万 热度难度
编程语言Objective-C

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1. isa 指针关联类与对象

在Objective-C中,每个对象都有一个 isa 指针。isa 指针(即 is a 的缩写)指向该对象所属的类。当通过类创建对象时,对象的 isa 指针被设置为指向该类的结构体。例如,有一个 Person 类,当创建 Person 类的实例 person 时,personisa 指针就指向 Person 类的结构体。通过 isa 指针,对象可以找到它所对应的类,进而访问类中定义的方法、属性等信息。类结构体中包含了类的元数据,如类名、超类、方法列表、属性列表等。对象通过 isa 指针找到类,就可以获取这些信息来决定如何响应消息。

2. isa 指针在消息发送过程中的角色

消息发送是Objective-C的动态绑定机制的核心。当向一个对象发送消息时,比如 [person eat];,运行时系统首先会根据对象的 isa 指针找到对象所属的类。在类的结构体中,有一个方法列表。运行时系统会在这个方法列表中查找与消息对应的方法实现(这里是 eat 方法的实现)。如果在该类的方法列表中没有找到对应的方法,运行时会沿着类的继承体系,通过类结构体中的超类指针找到超类,然后在超类的方法列表中继续查找,直到找到对应的方法实现或者到达继承体系的根类 NSObject。如果最终都没有找到对应的方法实现,就会进入动态方法解析、备用接收者以及消息转发等流程。所以,isa 指针在消息发送过程中起到了引导运行时系统找到对象所属类,进而在类及其继承体系中查找方法实现的关键作用,是实现动态消息发送机制的基础。