【iOS】——探究isKindOfClass和isMemberOfClass底层实现

isKindOfClass

判断该对象是否为传入的类或其子类的实例

1. // 类方法实现，用于检查一个类是否属于另一个类或其父类链上的任何类。
2. + (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
3.     // 从当前类开始，tcls将沿着元类的继承链向上遍历。
4.     for (Class tcls = self->ISA(); tcls; tcls = tcls->getSuperclass()) {
5.         // 检查当前类tcls是否等于要检查的类cls。
6.         if (tcls == cls) return YES; // 如果相等，立即返回YES，表示属于该类或其子类。
7.     }
8.     // 如果遍历完整个继承链都没有找到匹配的类，返回NO。
9.     return NO;
10. }
12. // 实例方法实现，用于检查一个对象是否属于指定的类或其任何父类。
13. - (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
14.     // 从对象的类开始，tcls将沿着继承链向上遍历。
15.     for (Class tcls = [self class]; tcls; tcls = tcls->getSuperclass()) {
16.         // 检查当前类tcls是否等于要检查的类cls。
17.         if (tcls == cls) return YES; // 如果相等，立即返回YES，表示属于该类或其子类。
18.     }
19.     // 如果遍历完整个继承链都没有找到匹配的类，返回NO。
20.     return NO;
21. }

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isKindOfClass分为类方法和实例方法，雷同点都是起首判断调用者的isa指针指向的对象是否和传入的cls对象雷同，如果不雷同则沿着继续链获取调用者的父类的isa指针接着判断其指向的对象和传入的cls对象雷同。
如果雷同则返回YES，否则一直沿着继续链找直到tcls为nil退出循环并返回NO。至于tcls为什么能为nil呢，因为任何OC对象沿着继续链向上都会到根类NSObject类而NSObject类的Superclass为nil
说完了雷同点下面说下不同点，在OC中实例对象的isa指针指向它所属的类，类对象的isa指针指向它所属的元类。类有类的继续链，元类有元类的继续链，因此会走两条不同的路，但末了又会汇入到一块也就是根类NSObject类。
下面这张图是类和元类的继续链：
class是类，meta是元类。
虚线是isa指针，实线是父类指针。
不难发现类的isa指针指向所属的元类，元类沿着继续链到根元类而根元类的父类是根类（NSObject）

下面给出isKindOfClass流程图：
类方法调用流程：

实例方法调用流程：

总结一下：
类对象调用isKindOfClass方法
   按照该类所属的元类 --> 根元类 --> 根类 --> nil 与 传入类的对比。
  实例对象调用isKindOfClass方法
   该对象所属的类 --> 父类 --> 根类 --> nil 与 传入类的对比。
  isMemberOfClass

判断该对象是否为传入的类的实例

1. + (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
2.     return self->ISA() == cls;
3. }
5. - (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
6.     return [self class] == cls;
7. }

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isMemberOfClass同样也是分为类方法和实例方法。
通过代码不难发现
类方法是判断类对象的isa指针指向的元类对象是否和传入的对象雷同
实例方法是判断通过当前对象（self）调用class方法（[self class])返回的对象是否和传入的对象雷同
这里的class方法我们看下代码：

1. // 类方法，返回自身
2. + (Class)class {
3.     return self;
4. }
6. // 实例方法，查找isa（类）
7. - (Class)class {
8.     return object_getClass(self);
9. }

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实例对象调用的class方法又调用类object_getClass并将自身作为参数传入，接着进入object_getClass方法

2. Class object_getClass(id obj)
3. {
4.     if (obj) return obj->getIsa();
5.     else return Nil;
6. }

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这里又调用了getIsa()方法

1. inline Class
2. objc_object::getIsa()
3. {
4.     if (!isTaggedPointer()) return ISA();
6.     uintptr_t ptr = (uintptr_t)this;
7.     if (isExtTaggedPointer()) {
8.         uintptr_t slot =
9.             (ptr >> _OBJC_TAG_EXT_SLOT_SHIFT) & _OBJC_TAG_EXT_SLOT_MASK;
10.         return objc_tag_ext_classes[slot];
11.     } else {
12.         uintptr_t slot =
13.             (ptr >> _OBJC_TAG_SLOT_SHIFT) & _OBJC_TAG_SLOT_MASK;
14.         return objc_tag_classes[slot];
15.     }
16. }

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这个方法先判断对象是不是TaggedPointer类型，这里涉及到了指针优化的内容，末了又调用了ISA（）方法。
这里涉及到类与对象底层了，这里就不展开了，总之就是返回到该对象所属的类。
总结一下：
类对象调用isMemberOfClass方法
   按照该类所属的元类 与 传入的类对比
  实例对象调用isMemberOfClass方法
   按照该对象所属的类 与 传入的类对比
  objc_opt-isKindOfClass

1. - (void)viewDidLoad {
2.     [super viewDidLoad];
3.     // Do any additional setup after loading the view.
4.     NSLog(@"rel = %d",[[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]]);
5. }

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运行下面代码并在
NSLog(@"rel = %d",[[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]]);处加断点，打开汇编调试：Xcode -> Debug -> Debug Workflow -> Always show disassembly。 运行代码可以看到：

底层调用的不是isKindOfClass方法而是objc_opt-isKindOfClass方法，下面我们看下源码：

1. BOOL objc_opt_isKindOfClass(id obj, Class otherClass) {
2. #if __OBJC2__ // 如果是Objective-C 2.0版本及以上
3.     if (slowpath(!obj)) return NO; // 慢路径检查，如果对象obj是nil，则直接返回NO
5.     Class cls = obj->getIsa(); // 快速获取对象的类信息，ISA指向对象所属的类
7.     if (fastpath(!cls->hasCustomCore())) { // 快路径检查，如果类没有自定义的核心实现
8.         // 遍历类的继承链，检查是否包含otherClass
9.         for (Class tcls = cls; tcls; tcls = tcls->getSuperclass()) {
10.             if (tcls == otherClass) return YES; // 如果在继承链中找到了otherClass，返回YES
11.         }
12.         return NO; // 如果遍历完整个继承链都没有找到otherClass，返回NO
13.     }
14. #endif // 结束Objective-C 2.0及以上的条件编译
16.     // 如果类有自定义的核心实现，或者不满足前面的快路径条件，
17.     // 则通过消息发送的方式调用isKindOfClass:方法
18.     return ((BOOL(*)(id, SEL, Class))objc_msgSend)(obj, @selector(isKindOfClass:), otherClass);
19. }

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objc_opt-isKindOfClass是对isKindOfClass的方法对优化，起首会慢路径检查判断对象是否存在。接着获取对象所属的类，举行快路径检查判断类有没有自界说核心实现，接着遍历类的继续链并和传入的otherclass做比力。如果类有自界说的核心实现，或者不满意前面的快路径条件，则调用isKindOfClass方法
关于fastpath和slowpath

1. //x很可能为真， fastpath 可以简称为 真值判断
2. #define fastpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 1))
3. //x很可能为假，slowpath 可以简称为 假值判断
4. #define slowpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 0))

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__builtin_expect 指令是由 gcc 引入的
目的：编译器可以对代码举行优化，以减少指令跳转带来的性能下降。即性能优化
作用：允许程序员将最有可能实行的分支告诉编译器。
指令的写法为：__builtin_expect(EXP, N) 。表示 EXP==N的概率很大。
fastpath 界说中 __builtin_expect((x),1) 表示 x 的值为真的可能性更大；即 实行if 里面语句的时机更大
slowpath 界说中的 __builtin_expect((x),0) 表示 x 的值为假的可能性更大。即实行 else 里面语句的时机更大
在日常的开辟中，也可以通过设置来优化编译器，到达性能优化的目的，设置的路径为：Build Setting --> Optimization Level --> Debug --> 将None 改为 fastest 或者 smallest



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