本文主要是介绍Objective-C的meta-class 详解，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
比较简单的一篇英文，重点是讲解meta-class。翻译下，加深理解。
原文标题：What is a meta-class in Objective-C?
原文地址：http://www.cocoawithlove.com/2010/01/what-is-meta-class-in-objective-c.html
本篇将会探讨一个在Objective-C中相对陌生的概念 -- meta-class。OC中的每一个类都会有一个与之相关联的meta class，但是你却几乎永远也不会直接使用到，它们始终笼罩着一层神秘的面纱。笔者将以运行时动态创建一个class为引，通过剖析创建的class pair来弄明白到底meta-class是什么以及更深入的了解它对于OC中对象、类的意义。
在运行时创建类
以下代码演示运行时创建一个NSError的子类，同时添加一个实例方法给它：
- Class newClass =
- objc_allocateClassPair([NSError class], "RuntimeErrorSubclass", 0);
- class_addMethod(newClass, @selector(report), (IMP)ReportFunction, "v@:");
- objc_registerClassPair(newClass);
函数ReportFunction就是添加的实例方法的具体实现，如下：
- void ReportFunction(id self, SEL _cmd)
- {
- NSLog(@"This object is %p.",self);
- NSLog(@"Class is %@, and super is %@.",[self class],[self superclass]);
- Class currentClass = [self class];
- for( int i = 1; i < 5; ++i )
- {
- NSLog(@"Following the isa pointer %d times gives %p",i,currentClass);
- currentClass = object_getClass(currentClass);
- }
- NSLog(@"NSObject's class is %p", [NSObject class]);
- NSLog(@"NSObject's meta class is %p",object_getClass([NSObject class]));
- }
看起来一切都很简单，运行时创建类只需要三步：
1、为"class pair"分配空间（使用objc_allocateClassPair).
2、为创建的类添加方法和成员（上例使用class_addMethod添加了一个方法）。
3、注册你创建的这个类，使其可用(使用objc_registerClassPair)。
是的，估计你已经猜到了这个另一半就是meta-class，也就是这篇短文的标题，但是要解释清楚它是什么，为什么需要它，还需要交代下OC的对象与类的相关背景。
一个数据结构何以成为一个对象？
在OC中，一个对象所属于哪个类，是由它的isa指针指向的。这个isa指针指向这个对象所属的class。
实际上，OC中对象的定义是如下的样子：
- typedef struct objc_object {
- Class isa;
- }*id;
这个定义表明：任何以一个指向Class的指针作为首个成员的数据结构都可以被认为是一个objc_object.
最重要的特性就是，你可以向OC中的任何对象发送消息，如下这样：
- 【@”stringValue" writeToFile:@"/file.txt atomically:YES encoding: NSUTF8StringEncoding error:NULL];
运行原理就是，当你向一个OC对象发送消息时（上文的@“stringValue”），运行时库会根据对象的isa指针找到这个对象所属的类（上文为例，会找到NSCFString类).这个类会包含一个所有实例方法的列表及一个指向superclass的指针以便可以找到父类的实例方法。运行时库会在类的方法列表以及父类（们）的方法列表中寻找符合这个selector（上文为例，这个selector是"writeToFile:atomically:encoding:error"）的方法。找到后即运行这个方法。关键点就是类要定义这个你发送给对象的消息。
什么是meta-class？
至此，你可能已经知道，一个OC的类其实也是一个对象，意思就是你可以向一个类发送消息。
NSStringEncoding defaultStringEncoding = [NSString defaultStringEncoding];
在这个例子中，defaultStringEncoding 被发送给了NSString类。因为每一个OC的类本身也是一个对象。也就是说Class的数据结构必然也是以isa指针开始的在二进制级别上与objc_object是完全兼容的。然后一个类结构的下一个字段一定是一个指向super class的指针（或者指向nil，对于基类而言）。
一个类如何定义有很多方法，依赖于你的运行时库版本，但是不管哪种方法，他们都是以一个isa作为第一个字段，接着是superclass字段。
- typedef struct objc_class *Class;
- struct objc_class{
- Class isa;
- Class super_class;
- /*followed by runtime specific details...*/
- };
为了可以调用类方法，这个类的isa指针必须指向一个包含这些类方法的类结构体。
这样就引出了meta-class的概念：meta-class是一个类对象的类。
简单解释下：
当你向一个对象发送消息时，runtime会在这个对象所属的那个类的方法列表中查找。
当你向一个类发送消息时，runtime会在这个类的meta-class的方法列表中查找。
meta-class之所以重要，是因为它存储着一个类的所有类方法。每个类都会有一个单独的meta-class，因为每个类的类方法基本不可能完全相同。
meta-class的类又是什么呢？
meta-class，就像Class一样，也是一个对象。你依旧可以向它发送消息调用函数，自然的，meta-class也会有一个isa指针指向其所属类。所有的meta-class使用基类的meta-class作为他们的所属类。具体而言，任何NSObject继承体系下的meta-class都使用NSObject的meta-class作为自己所属的类。
根据这个规则，所有的meta-class使用基类的meta-class作为它们的类，而基类的meta-class也是属于它自己，也就是说基类的meta-class的isa指针指向它自己。（译：完美的闭环）
类和meta-class的继承
就像一个类使用super_class指针指向自己的父类一样，meta-class的super_class会指向类的super_class的meta-class。一直追溯到基类的meta-class，它的super_class会指向基类自身。（译：万物归根)
这样一来，整个继承体系中的实例、类和meta-class都派生自继承体系中的基类。对于NSObject继承体系来说，NSObject的实例方法对体系中所有的实例、类和meta-class都是有效的；NSObject的类方法对于体系中所有的类和meta-class都是有效的。
用文字描述总会让人迷糊，Greg Parker给出了一份精彩的图谱来展示这些关系：
点击打开链接
实验证明：
为了证实以上的论述，让我们查看下开篇代码中ReportFunction的输出。这个函数的目的就是沿着isa指针进行打印。
为了运行ErportFunction，我们需要创建一个实例，并调用report方法。
- id instanceOfNewClass = [[newClass alloc]initWithDomain:@"some Domain" code:0 userInfo:nil];
- [instanceOfNewClass performSelector:@"report)];
- [instanceOfNewClass release];
因为我们并没有对report方法进行声明，所以我们使用performSelector进行调用，这样避免编译器警告。
然后ReportFunction函数会沿着isa进行检索，来告诉我们class，meta-class以及meta-class的class是什么样的情况：
以下是程序的输出：
- This object is 0x10010c810.
- Class is RuntimeErrorSubclass, and super is NSError.
- Followingthe isa pointer 1times gives 0x10010c600
- Followingthe isa pointer 2times gives 0x10010c630
- Followingthe isa pointer 3times gives 0x7fff71038480
- Followingthe isa pointer 4times gives 0x7fff71038480
- NSObject's class is 0x7fff710384a8
- NSObject's meta class is 0x7fff71038480
观察通过isa获得的地址：
对象的地址是 0x10010c810.
类的地址是 0x10010c600.
类的meta-class地址是 0x10010c630.
类的meta-class的类地址是 0x7fff71038480.（即NSOjbect的meta-class）
NSObject的meta-class的类地址是它自身。
这些地址的值并不重要，重要的是它们说明了文中讨论的从类到meta-class到NSObject的meta-class的整个流程。
结论：
meta-class是类对象的类，每个类都有自己单独的meta-class。所有的类对象并不会属于同一个meta-class。
meta-class要保证类对象具有继承体系中基类的所有实例和类方法，以及继承体系中的所有中间类方法。对于所有NSObject继承体系下的类，NSObject的实例方法和协议方法对他们和他们meta-class的对象都要有效。
所有的meta-class使用基类的meta-class作为自己的基类，对于顶层基类的meta-class也是一样，只是它指向自己而已。
这篇关于Objective-C的meta-class 详解的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
