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Ryder Fang ᝰ

[Runtime] 从 Meta 说起

·289 words·2 mins

Meta 这个词在 2021 年下半年开始火爆,而后 Facebook 改名 Meta 引发各大科技公司跟风押注。似乎全球资本都在追逐“元宇宙”的概念,但什么是“元宇宙”,各家有各家的说法,没有一个统一的标准。

我个人感觉,元宇宙就是个伪概念。除了一堆跟风炒概念准备割韭菜的老庄家和引颈待收割的韭菜外,各个公司在做的与“元宇宙”相关的事,似乎都是一些“复古网络游戏”。

历史是一个轮回,唯有资本逐利是永恒的。个人断言,不出三年,这个概念应该就不会有人提了,一如 VR 的喧嚣与沉寂。

Meta 的起源 #

以上只是个引子,与本文无关 (生硬的转折 😅

本文继续讨论 Runtime,聚焦 OC 中的 MetaClass。

一图胜千言,引用 Runtime 工程师 Greg Parker 在其博客中给出的经典图

为什么要这么设计 #

由于 OC 是 Smalltalk 语言哲学的一种实践,“在 Smalltalk 中,所有的值都是对象”。因此一个实例是对象,它的类也是一个对象。

实例中的 isa 指针指向了它的类对象,那么类对象的 isa 指针指向谁呢?—— 指向它的元类对象 MetaClass!

Since a class is an object, it must be an instance of some other class: a metaclass. 1

那么能不能不这么设计呢?

当然能,但是这样就不那么 “Smalltalk” 了。非 Smalltalk 语言如 C++,与 OC 的一个重要区别是:

C++ 支持多重继承

Meta 与 继承关系 #

定义一对父类与子类:

@interface Person : NSObject
@end

@interface Student : Person
@end

isa 链 #

定义一个子类的实例 Student *stu,根据之前的文章 class-object-isa,实例本质上是一个 objc_object 结构体,内部存在一个 isa 指针,指向的是 Student 这个类对象。

而类对象 Student 本质上是一个 objc_class 结构体,继承自 objc_object,所以内部也有一个 isa 指针,类对象的 isa 指针指向的是它的元类对象。

所以,这条链,也就是上图中最下面一行虚线所示:

实例 –> 类 –> 元类

那么元类的 isa 又指向谁呢,图中显示的是 根元类,通过代码来获取一下这条链:

Student *stu = [Student new];
NSLog(@"Student instance addr: %p", stu);
Class cls = [stu class];
NSLog(@"Student class addr: %p", cls);
id rootMetaClass = nil;
while (cls) {
    NSLog(@"isa: %s addr: %p", object_getClassName(cls), cls);
    Class tmp = object_getClass(cls);
    if (tmp == cls) {
        rootMetaClass = cls;
        break;
    }
    cls = tmp;
}
NSLog(@"root MetaClass: %p", rootMetaClass);

–>

Student instance addr: 0x100668810
Student class addr: 0x10000e7b8
isa: Student addr: 0x10000e7b8
isa: NSObject addr: 0x10000e790
isa: NSObject addr: 0x7fff806e7060
root MetaClass: 0x7fff806e7060

可以看出来,元类对象最终指向的是根元类对象,但它的名字也叫 NSObject,同时根元类的 isa 是指向自身的,所以最终形成了闭环。

实例 –> 类 –> 元类 –> 根元类 ↩️

继承链 #

再来看一下继承关系,

Class cls = [stu class];
id rootClass = nil;
    while (cls) {
        NSLog(@"class: %s addr: %p", object_getClassName(cls), cls);
        if (!class_getSuperclass(cls)) {
            rootClass = cls;
        }
        cls = class_getSuperclass(cls);
    }
    NSLog(@"rootClass: %p", rootClass);

–>

class: Student addr: 0x10000e7b8
class: Person addr: 0x10000e768
class: NSObject addr: 0x7fff806e7088
rootClass: 0x7fff806e7088

继承链比较简单:

子类 -> 父类 -> 根类 -> nil

可以看出来根类没有父类,顺便我们看一下根类的 isa 指向哪里?

NSLog(@"rootClass'isa: %p", object_getClass(rootClass));

// rootClass'isa: 0x7fff806e7060

地址 0x7fff806e7060 与前面根元类 rootMetaClass 一样,这也证实了 根类 --> 根元类