Objective-C對象之類對象和元類對象（一）
1、Objective-C中的類
誰都知道，所有的對象都是由其對應的類實例化而來，殊不知類本身也是一種對象，先不要對這句話感到驚訝。
首先我們來關注Objective-C中的類。在Objective-C中，我們用到的幾乎所有類都是NSObject類的子類，NSObject類定義格式如下（忽略其方法聲明）：
@interface NSObject <NSObject> {
Class isa;
}
這個Class爲何物？在objc.h中我們發現其僅僅是一個結構(struct)指針的typedef定義:
typedef struct objc_class *Class;
同樣的，objc_class又是什麼呢？在Objective-C2.0中，objc_class的定義如下：
struct objc_class {
Class isa;
}
寫到這裏大家可能就暈了，怎麼又有一個isa？？這些isa到底是什麼？之間有什麼區別和聯繫？接下來解答這一連串的疑問。
其實在Objective-C中任何的類定義都是對象。即在程序啓動的時候任何類定義都對應於一塊內存。在編譯的時候，編譯器會給每一個類生成一個且只生成一個”描述其定義的對象”,也就是蘋果公司說的類對象(class object),他是一個單例(singleton), 而我們在C++等語言中所謂的對象，叫做實例對象(instance object)。對於實例對象我們不難理解，但類對象(class object)是幹什麼吃的呢？我們知道Objective-C是門很動態的語言，因此程序裏的所有實例對象(instace
object)都是在運行時由Objective-C的運行時庫生成的，而這個類對象(class object)就是運行時庫用來創建實例對象(instance object)的依據。
再回到之前的問題，腫麼這個實例對象(instance object)的isa指針指向的類對象(class object)裏面還有一個isa呢？這個類對象(class objec)的isa指向的依然是一個objc-class，它就是“元類對象”(metaclass object)，它和類對象(class object)的關係是這樣的:
2、類對象（class object）
①類對象的實質
我們知道了：類對象是由編譯器創建的，即在編譯時所謂的類，就是指類對象（官方文檔中是這樣說的： The class object is the compiled version of the class）。任何直接或間接繼承了NSObject的類，它的實例對象(instance objec)中都有一個isa指針，指向它的類對象(class object)。這個類對象(class object)中存儲了關於這個實例對象(instace
object)所屬的類的定義的一切：包括變量，方法，遵守的協議等等。因此，類對象能訪問所有關於這個類的信息，利用這些信息可以產生一個新的實例，但是類對象不能訪問任何實例對象的內容。
當你調用一個 “類方法” 例如 [NSObject alloc],你事實上是發送了一個消息給他的類對象。
②類對象和實例對象的區別
當然有區別了，儘管類對象保留了一個類實例的原型，但它並不是實例本身。它沒有自己的實例變量，也不能執行那些類的實例的方法（只有實例對象纔可以執行實例方法）。然而，類的定義能包含那些特意爲類對象準備的方法–類方法（ 而不是的實例方法）。類對象從父類那裏繼承類方法，就像實例從父類那裏繼承實例方法一樣。
③類對象與類名
在源代碼中，類對象由類名錶示。
在下面的例子中，Retangle類 用從NSObject那裏繼承來的方法來返回類的版本號：
int versionNumber = [Rectangle version];
只有在消息表達式中作爲接收者，類名才代表類對象。其他地方，你需要要求一個實例或者類返回class id。 響應class消息：
id aClass = [anObject class];
id rectClass = [Rectangle class];
如同上面的例子顯示的那樣，類對象像其他對象一樣，也是id類型。
總之，類對象是一個功能完整的對象，所以也能被動態識別（dynamically typed），接收消息，從其他類繼承方法。特殊之處在於它們是由編譯器創建的，缺少它們自己的數據結構(實例變量），只是在運行時產生實例的代理。
3、元類對象(metaclass object)
①元類對象的實質
實際上，類對象是元類對象的一個實例！！元類描述了 一個類對象，就像類對象描述了普通對象一樣。不同的是元類的方法列表是類方法的集合，由類對象的選擇器來響應。當向一個類發送消息時，objc_msgSend會通過類對象的isa指針定位到元類，並檢查元類的方法列表（包括父類）來決定調用哪個方法。元類代替了類對象描述了類方法，就像類對象代替了實例對象描述了實例化方法。
很顯然，元類也是對象，也應該是其他類的實例，實際上元類是根元類(root class’s metaclass)的實例,而根元類是其自身的實例，即根元類的isa指針指向自身。
類的super_class指向其父類，而元類的super_class則指向父類的元類。元類的super class鏈與類的super class鏈平行，所以類方法的繼承與實例方法的繼承也是並行的。而根元類(root class’s metaclass)的super_class指向根類(root class)，這樣，整個指針鏈就鏈接起來了！！
記住，當一個消息發送給任何一個對象， 方法的檢查 從對象的 isa 指針開始，然後是父類。實例方法在類中定義， 類方法 在元類和根類中定義。（根類的元類就是根類自己）。在一些計算機語言的原理中，一個類和元類層次結構可以更自由的組成，更深元類鏈和從單一的元類繼承的更多的實例化的類。Objective-C 的類方法 是使用元類的根本原因，在其他方面試圖在隱藏元類。例如 [NSObject class] 完全相等於 [NSObject self]，所以，在形式上他還是返回的 NSObject->isa 指向的元類。 Objective-C語言是一組實用的折中方案。
還有些不明白？ 下面這個圖標可能會有些幫助：
綜上所述，類對象(class object)中包含了類的實例變量，實例方法的定義，而元類對象(metaclass object)中包括了類的類方法(也就是C++中的靜態方法)的定義。類對象和元類對象中當然還會包含一些其它的東西，蘋果以後也可能添加其它的內容，但對於我們只需要記住：類對象存的是關於實例對象的信息(變量，實例方法等)，而元類對象(metaclass object)中存儲的是關於類的信息(類的版本，名字，類方法等)。要注意的是，類對象(class object)和元類對象(metaclass object)的定義都是objc_class結構，其不同僅僅是在用途上，比如其中的方法列表在類對象(instance
object)中保存的是實例方法(instance method)，而在元類對象(metaclass object)中則保存的是類方法(class method)。關於元類對象可以參考蘋果官方文檔" The Objective-‐C Programming Language "
4、類對象和元類對象的相關方法
①object_getClass跟隨實例的isa指針，返回此實例所屬的類，對於實例對象(instance)返回的是類(class),對於類(class)則返回的是元類(metaclass),
②-class方法對於實例對象(instance)會返回類(class),但對於類(class)則不會返回元類(metaclass),而只會返回類本身，即[@"instance" class]返回的是__NSCFConstantString,而[NSString class]返回的是NSString。
③class_isMetaClass可判斷某類是否爲元類.
④使用objc_allocateClassPair可在運行時創建新的類與元類對，使用class_addMethod和class_addIvar可向類中增加方法和實例變量，最後使用objc_registerClassPair註冊後，就可以使用此類了。看到動態語言牛逼的地方了嗎，可以在需要時更改已經定義好的類！Objective-C的類別方法估計底層就是這麼實現的，只是不知道爲什麼類別不能增加實例變量，有高手請留言。
----by wangzz