Objective-C 类的方法存储在哪里以及如何存储？

Question

我知道当一个对象在堆上实例化时，至少分配了足够的内存来保存对象的 ivars。我的问题是关于编译器如何存储方法。内存中是否只有一个方法代码实例？还是代码在内存中生成对象的固有部分，与 ivars 连续存储并执行？

如果是后者，即使是像 NSStrings 这样的微不足道的对象也需要（相对）大量的内存（NSString 也继承自 NSObject 的方法）。

或者该方法是否在内存中存储一​​次并传递一个指向拥有它的对象的指针？

Answer 1

在“标准”Objective-C 运行时中，每个对象在任何其他实例变量之前都包含一个指向它所属的类的指针，就好像基 Object 类有一个名为的实例变量：

Class isa;

给定类的每个对象共享相同的isa 指针。

该类包含许多元素，包括一个指向父类的指针，以及一个方法列表数组。这些方法是专门在这个类上实现的。

struct objc_class {
    Class super_class;
    ...
    struct objc_method_list **methodLists;
    ...
};

这些方法列表每个都包含一个方法数组：

struct objc_method_list {
    int method_count;
    struct objc_method method_list[];
};

struct objc_method {
    SEL method_name;
    char *method_types;
    IMP method_imp;
};

这里的IMP 类型是一个函数指针。它指向内存中存储方法实现的（单个）位置，就像任何其他代码一样。

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注意：我在这里描述的实际上是 ObjC 1.0 运行时。当前版本并没有像这样存储类和对象；它做了许多复杂而聪明的事情来使方法调用更快。但我所描述的仍然是其工作方式的精神，即使不是它的确切方式。

我还在其中一些结构中遗漏了一些字段，这些字段只会混淆情况（例如，向后兼容性和/或填充）。如果您想查看所有血淋淋的细节，请阅读真正的标题。

Answer 2

方法在内存中存储一​​次。根据平台的不同，它们会根据需要被分页到 RAM 中。如果您真的想了解更多详细信息，请阅读 Apple 的 Mach-O 和运行时指南。这通常不是程序员自己关心的事情，除非他们正在做一些非常低级的事情。

对象并不真正“拥有”方法。我想你可以把它想象成拥有方法的类，所以如果你有 400 个 NSString，你在 RAM 中仍然只有每个方法的一个副本。

当一个方法被调用时，第一个参数是对象指针，self。这就是方法如何知道它需要操作的数据在哪里。