面试题：Objective-C中isa指针在运行时机制里的作用是什么

Question

请详细阐述Objective-C运行时机制中isa指针的具体作用，它是如何关联对象与类的，在对象的方法调用过程中isa指针扮演了怎样的角色？

Answer 1

isa指针的具体作用

1. 标识对象所属类型：isa指针全称为“instance of class”指针，每个对象实例都有一个isa指针，它指向该对象所属的类。通过isa指针，系统能够确定对象的类型，从而知道对象所具备的属性和可以执行的方法。
2. 内存布局引导：在Objective - C的内存布局中，对象的内存起始位置存放的就是isa指针。这使得系统可以根据isa指针快速定位到对象所属类的元数据信息，进而获取对象的其他相关信息，如成员变量布局等。

关联对象与类的方式

1. 对象创建时的初始化：当使用alloc方法创建一个新的对象实例时，系统会为该对象分配内存空间，并将isa指针初始化为指向该对象对应的类。例如，NSObject *obj = [[NSObject alloc] init]; 这个过程中，alloc方法分配内存并设置obj的isa指针指向NSObject类。
2. 类的元数据指向：类本身在内存中也有其特定的结构，类的元数据包含了类的各种信息，如类名、父类指针、实例变量列表、方法列表等。对象的isa指针直接指向这个类的元数据，从而建立起对象与类之间的紧密联系。

在对象方法调用过程中的角色

1. 方法查找起点：当向一个对象发送消息（调用方法）时，runtime首先会根据对象的isa指针找到对象所属的类。例如，[obj someMethod]; 系统会通过obj的isa指针找到obj所属的类。
2. 动态方法解析：在找到类之后，runtime会在该类的方法列表中查找是否存在与所发送消息对应的方法。如果没有找到，runtime会进行动态方法解析，而这个过程也是基于isa指针找到类之后进行的。runtime可能会尝试在类的父类链上继续查找，或者通过其他动态手段（如关联函数等）来处理该消息。如果最终还是无法处理该消息，就会进入消息转发流程。总之，isa指针是整个方法调用流程中确定对象所属类，进而开启方法查找、动态解析和消息转发等一系列操作的关键起始点。