我觉得EffectiveOC（暂且简称为EffectiveOC）这本书主要针对iOS开发中的一些常见问题和需要注意的地方供一些建议，但是每个点讲的比较深入，不仅告诉你这样做，并且从底层上讲解why，从讲解的why上我对OC有了更多的理解，这里做一点分享，也算做懒人的一种笔记吧.
最近又翻开关于类和元类这个有点鸡生蛋的问题（~~），到底这个元类和类是什么关系呢？我找到那张有名的 class diagram 图的原文，查看了一下。

一、 EffectiveOC目录

优化Objective-C对象之间的互动与关系.
掌握接口与API的设计原则，写出令开发者用起来得心应手的类.
善用协议与分类，编写便于维护且不易出现bug的代码.
在自动引用计数(ARC)环境下避免内存泄漏.
用”块”与”大中枢派发”编写呈模块化且功能强大的代码.
理解Objective-C中的协议与其他编程语言中的多重继承有何区别，并掌握协议的用法.
通过数组、字典、集合等组合对象来提高代码性能.
揭示Cocoa与Cocoa Touch框架的强大之处.

二、 进一步熟悉内存机制

NSString *str = [[NSString alloc] initWithString:@"This is a string"];

常说的实例对象其实是指向对象内存地址的指针。

三、 命名规范

OC的方法名可能很长，但是是为了避免歧义，在命名方面，先要保证表达清楚，没有歧义，然后再考虑长度优化。

四、 进一步理解消息转发机制

OC是一门极其动态语言，在编译器定义好的方法在运行期系统会查找、调用某方法的实现代码，才能真正确定所调用的方法，如果类无法立即响应某个Selector，就会启动消息转发流程。

1. objc_msgSend传递消息
   

id returnValue = [someObject messageName: parameter];

消息传递调用的核心函数叫做objc_msgSend，编译器会把刚才的方法转换成：

id returnValue = objc_msgSend(someObject, @selecor(messageName:), parameter);

在objc_msgSend()方法中，主要通过以下步骤来查找和调用函数：
根据对象obj找到对象类中存储的函数列表methodLists。
再根据SEL@selector(doSth)在methodLists中查找对应的函数指针method_imp。
根据函数指针method_imp调用响应的函数。

old_method_list结构体:

struct old_method_list {
    void *obsolete;        //废弃的属性
    int method_count;    //方法的个数
    /* variable length structure */
    struct old_method method_list[1];    //方法的首地址
};

old_method结构体:

struct old_method {
    SEL method_name;    //函数的SEL
    char *method_types;        //函数的类型
    IMP method_imp;        //函数指针
};

obj->isa(Class类型) obj对象通过isa属性拿到对应的Class
Class->methodLists(old_method_list类型) Class通过methodLists属性拿到存放所有方法的列表
old_method_list->old_method 在old_method_list中通过SEL查找到对应的old_method
old_method->method_imp(IMP类型) old_method通过method_imp属性拿到函数指针
method_imp->调用函数 通过函数指针调用函数
objc_msgSend函数会根据接受者和Selector的类型来调用适当的方法，如果找到与Selector名称相符的方法名，就跳转到该方法的实现代码，如果没有就沿着继承体系继续向上查找，如果还是找不到，就执行消息转发。

2. 消息转发
   2.1 “动态方法解析”(dynamic method resolution) 查看所属的类是否能动态添加方法，已处理当前的未知选择子（unknown selector）.
   2.2 “完整的消息转发机制”（full forwatding mechanism）请接受者看看有没有其他对象能处理这个消息，如果可以就把消息转发给那个对象，如果没有”备援接受者”（replacement receiver）则启动完整的消息转发机制，运行期系统会把消息有关的全部细节封装到NSInvocation对象中，给receiver最后一次机会，设法解决这条未处理的消息.
   
   Selector是方法选择器，里面存放的是方法的名字。对应方法的映射列表。
   objc_msgSend函数会一句及守着与Selector的类型来调用适当的方法，他会在方法接受者所属类中搜寻方法列表，如果找到了与Selector名称相符的方法。

3. Method Swizzing
   使用method_exchangeImplemetations(originalMethod, swappedMethod);实现运行时的Selector交换
   

五、 类和元类

1. 理解类

比起类，可能对象的概念更熟悉一点，这是对象的定义：

你会发现有一个定义成Class类型的isa，这是实例对象用以表明其所属类型的，指向Class对象的指针。通过Class搭建了类的继承体系(class hirerarchy)。

其实类也是对象，打开定义的头文件，发现是用一个结构体来存储类的信息。

typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
    Class isa; // 指向metaclass 
    Class superclass;  // 指向父类Class
    const char *name;  // 类名
    uint32_t version;  // 类的版本信息
    uint32_t info;        // 一些标识信息，标明是普通的Class还是metaclass
    uint32_t instance_size;        // 该类的实例变量大小(包括从父类继承下来的实例变量);
    struct old_ivar_list *ivars;    //类中成员变量的信息
    struct old_method_list **methodLists;    类中方法列表
    Cache cache;    查找方法的缓存，用于提升效率
    struct old_protocol_list *protocols;  // 存储该类遵守的协议 
}

类的结构体存放着该类的信息：类的方法列表，实例变量，协议，父类等信息。
每个类的isa指针指向该类的所属类型元类(metaClass),用来表述类对象的数据。每个类仅有一个类对象，而每个类对象仅有一个与之相关的”元类”。
比如一个继承NSObjct名叫SomeClass的类，其继承体系如下:

在Objective-C中任何的类定义都是对象。即在程序启动的时候任何类定义都对应于一块内存。在编译的时候，编译器会给每一个类生成一个且只生成一个”描述其定义的对象”,也就是水果公司说的类对象(class object),它是一个单例(singleton).
因此,程序里的所有实例对象(instance object)都是在运行时由Objective-C的运行时库生成的，而这个类对象(class object)就是运行时库用来创建实例对象(instance object)的依据。

Programming with Objective-C的说法就是：Classes Are Blueprints for Objects, 类是对象的抽象设计图。

2. 查询类型信息

有时候会需要查询一个”objct”对象的所属的类，有人会这样写：

id objct = /* ... */
if ([objct class] == [SomeClass class]) {
	//objct is an instance of SomeClass.
}

其实Objective-C中提供了专门用于查询类型信息的方法，由于runtime在运行时的动态性，对于对象所属类的查询，建议使用isKindOfClass和isMemberOfClass,因为某些对象可能实现了消息转发功能，从而判断可能不准确.

3. 理解元类（meta class）

为了调用类里的方法，类的isa指针必须指向包含这些类方法的类结构体。
这就引出了元类的定义：元类是类对象的类。
简单说就是：
当你给对象发送消息时，消息是在寻找这个对象的类的方法列表。
当你给类发消息时，消息是在寻找这个类的元类的方法列表。
元类是必不可少的，因为它存储了类的类方法。每个类都必须有独一无二的元类，因为每个类都有独一无二的类方法。

4.”元类的类”

元类，就像之前的类一样，它也是一个对象。你也可以调用它的方法。自然的，这就意味着他必须也有一个类。
所有的元类都使用根元类（继承体系中处于顶端的类的元类）作为他们的类。这就意味着所有NSObject的子类（大多数类）的元类都会以NSObject的元类作为他们的类
根据这个规则，所有的元类使用根元类作为他们的类，根元类的元类则就是它自己。也就是说基类的元类的isa指针指向他自己。
关于这两点，原文是这样描述的：

A metaclass is an instance of the root class’s metaclass; the root metaclass is itself an instance of the root metaclass.

所谓的元类就是根类的元类的一个实例。

第二点： And the root metaclass’s superclass is the root class，就说名 根元类 (Root Class meta)的父类是 根类 (Root Class class).可以看到图中的 根元类 (Root Class meta)的superclass是指向 根类 (Root Class class)的。

5.类和元类的继承

类用super_class指针指向了超类，同样的，元类用super_class指向类的super_class的元类。
说的更拗口一点就是，根元类把它自己的基类设置成了super_class。
在这样的继承体系下，所有实例、类以及元类（meta class）都继承自一个基类。
这意味着对于继承于NSObject的所有实例、类和元类，他们可以使用NSObject的所有实例方法，类和元类可以使用NSObject的所有类方法
这些文字看起来莫名其妙难以理解，可以用一份图谱来展示这些关系：

如上图，对象是由按照类所定义的各个属性和方法“制造”的，类作为对象的模板，也可看成是对象。正如工厂里面的模子也是要专门制作模子的机器生产，元类 (meta class)就是设计、管理 类 (class)的角色。所以图上直观的表现出类和元类平行的父类链，表明实例方法和类方法都是并行继承的，每个对象都响应了根类的方法。

注意点

需要弄清的有两点：
1. 所谓的元类就是根类的元类的一个实例，而根元类的实例就是它自己。
2. 根元类的父类是根类。

类方法和实例方法

类方法

以+开头的方法是类方法。Objc中的类方法类似Java中的static静态方法，它是属于类本身的方法，不属于类的某一个实例对象，所以不需要实例化类，用类名即可使用，是将消息发送给类：

类方法可以独立于对象而执行，所以在其他的语言里面类方法有的时候被称为静态方法。

1. 类方法可以调用类方法。
2. 类方法不可以调用实例方法，但是类方法可以通过创建对象来访问实例方法。
3. 类方法不可以使用任何实例变量。但是类方法可以使用self，因为self不是实例变量。
4. 类方法作为消息，可以被发送到类或者对象里面去（实际上，就是可以通过类或者对象调用类方法的意思）。

self到底是什么

self的规则大家需要记住下面的规则：

1. 实例方法里面的self，是对象的首地址。
2. 类方法里面的self，是Class.

尽管在同一个类里面的使用self，但是self却有着不同的解读。在类方法里面的self，可以翻译成class self；在实例方法里面的self，应该被翻译成为object self。在类方法里面的self和实例方法里面的self有着本质上的不同，尽管他们的名字都叫self。

实例方法

以-开头的方法是实例方法。它属于类的某一个或某几个实例对象，即类对象必须实例化后才可以使用的方法，将消息发送给实例对象：

类方法和实例方法认知的误区

1. 类方法常驻内存，所以比实例方法效率高，类方法效率高但占内存
   答：事实上，方法都是一样的，在加载时机和占用内存上，静态方法和实例方法是一样的，在类型第一次被使用时加载。调用的速度基本上没有差别。

2. 类方法分配在堆上，实例方法分配在栈上。
   答：事实上，所有的方法都不可能分配在堆栈区，方法作为二进制代码是存储在内存的程序代码区，这个内存区域是不可写的。

其他注意

• 实例方法需要先创建实例才可以调用，比较麻烦，静态方法不用，比较简单。
• 静态方法是静态绑定到子类，不是被继承。
• 一般使用频繁的方法用静态方法，用的少的方法用动态的。静态的速度快，占内存。动态的速度相对慢些，但调用完后，立即释放，可以节省内存，可以根据自己的需要选择是用动态方法还是静态方法。
• 静态方法修改的是类的状态，而对象修改的是各个对象的状态。
• 类的实例调用是在类的生命周期中存在，当类没有了以后，对应的实例也就没有了，对应的方法也就没有了。静态类不然，只要你引用了那个静态类的命名空间，它就会一直存在，直到我们退出系统。

isa指针

总结

1. 任何直接或间接继承了NSObject的类，它的实例对象 (instacne object)中都有一个isa指针，指向它的类对象(class object)。这个类对象(class object)中存储了关于这个实例对象(instace object)所属的类的定义的一切：包括变量，方法，遵守的协议等等。
2. NSObject的isa指针指向所述的类，而类对象(class object)的isa指针指向元类对象(metaClass object),类对象包含了类的实例变量、实例方法的定义，是用来描述该类的对象的信息;元类对象中包含了类的类方法的定义，是用来描述类的信息（类名，版本，类方法）.
3. 元类(meta class)是Class对象的类。每个类（Class）都有自己独一无二的元类（每个类都有自己第一无二的方法列表）。这意味着所有的类对象都不同。所有的元类使用基类的元类作为自己的基类，对于顶层基类的元类也是一样，只是它指向自己而已。
4. 理解类与元类的关系有利理解OC面向对象的思想，了解类的继承关系。对类这个概念更加熟悉。

参考阅读

1. Objective-C特性：Runtime
2. Effective Objective C 2.0
3. Objective-C Runtime
4. Objective-C 中的元类（meta class）是什么？
5. Classes and metaclasses 这篇文章主要为我们阐述在OC面向对象思想中，对象，类和元类的关系，类作为对象的角度去看OC是如何管理对象、类、元类之间的关系的。
6. Objective-C中的实例方法、类方法、Category、Protocol | 程序员说