[译]objc 讲解: 类和元类

原文地址：[objc explain]: Classes and metaclasses

原文作者：Greg Parker

译者：kirinzer

[译]objc 讲解: 类和元类

Objective-C 是一个基于类的对象系统。每一个对象都是类的实例。对象的 isa 指针指向它的类。这个类描述了对象的数据（分配的空间大小还有变量类型和布局）。并且这个类还描述了对象的实现，响应的选择器以及实现的实例方法。

类的方法列表是实例方法（对象响应的选择器）的集合。当你发送消息给一个实例，objc_msgSend() 会查找类的方法列表（以及父类，如果有的话）并确定需要调用哪一个方法。

每一个 Objective-C 类也是一个对象。它有一个 isa 指针还有其他的数据，并且也能响应选择器。当你调用一个类似 [NSObject alloc] 这个样的 “类方法” 时，你实际上是发送了消息给这个类（对象）。

既然类也是一个对象，那么它一定是其他类的实例，那个类就是元类 (metaclass)。元类是类（对象）的描述，就像类是普通实例的描述一样。特别的是，元类的方法列表是类方法(类响应的选择器)。当你发送消息给一个类(元类的实例)，objc_msgSend() 会查找元类（已及它的父类）的方法列表并确定调用的方法。类方法是由类代表的元类所描述，如同实例方法是由实例对象对应的类(对象)来描述的。

你觉得元类是什么样的？到元类还会继续向下吗？不，元类其实是根类 (root class) 的元类的实例；这个根类的元类，实际上就是它自己。isa 链在这里结束，形成一个环形（实例->类->元类->根类->根类自己）。元类的 isa 指针的行为不是很重要，因为在现实世界中没人向元类发送消息。

更重要的是元类的父类，元类的父类链与类的父类链平行，所以，类方法和实例方法都会被继承。根类的元类的父类仍然是根类，因此每一个类都响应根类的实例方法。最后，类也是根类（子类）的实例，就像其他对象一样。

感到困惑吗？这个图也许会有所帮助。记得，当一个消息发送给任何一个对象时，将会由对象的 isa 指针开始查找方法，接着沿着父类链向上去查找。“实例方法” 被类定义，“类方法”被元类（以及不是元类的根类）定义。

在真正的计算机科学语言理论中，类和元类的分层结构能够有更自由的形式，通过更深层次的元类链以及单个元类的更多的实例。Objective-C 使用元类来实现比如类方法这样的目标，然而在别的方面却意图隐藏元类。例如，[NSObject class] 和 [NSObject self] 是一模一样的，即使在正式的条款中它应该返回一个 NSObject->isa 指向的元类。Objective-C 语言是一套可行的妥协方案。由于限制了类的模式，它才会变成这个样子。