「类与对象」揭秘本质的第一步

2019 年 11 月 25 日
筆記

Objective-C本身是一种高级语言，底层都是由C/C++实现。

若想了解Objective-C一些API具体实现以及一些对象真实的数据结构等，就需要将Objective-C语言转化成C/C++语言。

OC语言转化成C/C++的相关命令

需要使用的命令：

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main.cpp

使用Xcode自带的命令：xcrun;
选择指定编译平台(SDK)：iphoneos,可通过下面的命令查看所有的支持的SDK，执行命令xcodebuild -sdks，结果如下：

选择指定架构，可以选择模拟器(i386)、x86_64、64bit(arm64)、32bit(armv7)，由于IPhone属于arm64架构，所以添加参数：-arch arm64
默认使用的是Clang编译器：需要使用clang相关命令;
若想支持ARC，需要添加-fobjc-arc编译参数；

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc -fobjc-arc  main.m -o main.cpp

若想指定运行时的系统版本，可以添加-fobjc-runtime=ios-8.0.0：

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-8.0.0 main.m -o main.cpp

若需要指定框架：需要添加-framework 参数,比如-framework UIKIt：

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-8.0.0 main.m -o main.cpp -framework Foundation

… 还有许多

关于xcrun命令使用掌握上述几种，就足以开发理解和使用了，许多其他用法就不在本文一一介绍了。

最终使用的命令：

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main.cpp

验证本质

创建一个实例项目并将项目中的main.m转换成main.cpp文件，具体展示如下：

(项目地址：https://github.com/123sunxiaolin/JLPractice/tree/master/JLClassAndObjPractice)

文件目录相关截图：

main.m相关代码：

int main(int argc, char * argv[]) {    NSString * appDelegateClassName;    @autoreleasepool {        // Setup code that might create autoreleased objects goes here.        appDelegateClassName = NSStringFromClass([AppDelegate class]);    }    return UIApplicationMain(argc, argv, nil, appDelegateClassName);}

main.cpp相关代码：

truct AppDelegate_IMPL {  struct UIResponder_IMPL UIResponder_IVARS;};/* @end */    int main(int argc, char * argv[]) {    NSString * appDelegateClassName;    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;          appDelegateClassName = NSStringFromClass(((Class (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("AppDelegate"), sel_registerName("class")));    }    return UIApplicationMain(argc, argv, __null, appDelegateClassName);}static struct IMAGE_INFO { unsigned version; unsigned flag; } _OBJC_IMAGE_INFO = { 0, 2 };

我想，大家刚开始做iOS开发的时候，心中总会有一个疑问：

创建的对象都是继承自NSObject类，那NSObject类底层数据结构是什么呢?

今天，就用上面的编译命令，一探NSObject类真实面目！

1、在main.m文件中创建一个新的NSObject对象:

int main(int argc, char * argv[]) { NSString * appDelegateClassName; @autoreleasepool { // Setup code that might create autoreleased objects goes here. appDelegateClassName = NSStringFromClass([AppDelegate class]); // 创建一个NSObject对象 NSObject *obj = [[NSObject alloc] init]; } return UIApplicationMain(argc, argv, nil, appDelegateClassName);}

2、clang编译后：

struct AppDelegate_IMPL {  struct UIResponder_IMPL UIResponder_IVARS;};  int main(int argc, char * argv[]) {    NSString * appDelegateClassName;    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;          appDelegateClassName = NSStringFromClass(((Class (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("AppDelegate"), sel_registerName("class")));          NSObject *obj = ((NSObject *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)((NSObject *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("NSObject"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init"));      }    return UIApplicationMain(argc, argv, __null, appDelegateClassName);}

3、查看一下NSObject在Objective-C语言中的声明：

@interface NSObject <NSObject> {#pragma clang diagnostic push#pragma clang diagnostic ignored "-Wobjc-interface-ivars"    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;#pragma clang diagnostic pop}  精简后：@interface NSObject <NSObject> {    Class isa;}

那么它对应的真实数据结构是什么呢？

于是在刚刚编译后的main.cpp文件中，搜索NSObject关键字，经过筛选比对，最后找到一个与上述NSObject结构相似的结构，如下所示：

struct NSObject_IMPL {  Class isa;};

IMPL一般是implementation缩写，从而从侧面验证了NSObject底层数据结构是结构体。

NSObject所对应的的结构体，仅包含一个成员变量isa，isa主要存放Objective-C对象的地址。

今天先到这。