super、class面试题

2020-05-23

学习MJ的视频课程，整理总结知识点–super、class面试题

本文讲解super、class相关的一些面试题，利用底层的知识来分析讲解

面试题01-super

先看一段代码，同时附上了分析时的DemoInterview05-super

@interface MJPerson : NSObject

@end

@interface MJStudent : MJPerson

@end

- (instancetype)init
{
    if (self = [super init]) {
        NSLog(@"[self class] = %@", [self class]);
        NSLog(@"[self superclass] = %@", [self superclass]);
        
        NSLog(@"[super class] = %@", [super class]);
        NSLog(@"[super superclass] = %@", [super superclass]);
    }
    return self;
}

问：打印结果是什么？
验证后的输出结果如下

NSLog(@"[self class] = %@", [self class]);          // MJStudent
NSLog(@"[self superclass] = %@", [self superclass]);// MJPerson
NSLog(@"[super class] = %@", [super class]);        // MJStudent
NSLog(@"[super superclass] = %@", [super superclass]);// MJPerson

对于[self class]、[self superclass]的结果我们基本上没什么疑问，对于[super class]的结果，可能会觉得意外。

下面结合Demo以及编译后的源码分析为什么是这样。

先从简答的super调用分析，代码如下

@implementation MJStudent
- (void)run {
    [super run];   
    NSLog(@"MJStudet.......");
}
@end

利用clang编译对应部分的源码，结果如下

((void (*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("MJStudent"))}, sel_registerName("run"));

// 代码进行格式优化后
objc_msgSendSuper((__rw_objc_super){
    (id)self,
    (id)class_getSuperclass(objc_getClass("MJStudent"))
}, @selector(run));

我们发现，objc_msgSendSuper的参数有两个，一个是结构体，一个是SEL，我们搜索源码发现这个结构体相关的代码

/// Specifies the superclass of an instance. 
struct objc_super {
    __unsafe_unretained _Nonnull id receiver;
    __unsafe_unretained _Nonnull Class super_class;
};

objc_super的结构和__rw_objc_super是一致的，其实它们两个也是等价的，只不过是程序在不同阶段的表现不同而已。

所以，可以整理出super方法调用对应的源码

struct objc_super {
    __unsafe_unretained _Nonnull id receiver; // 消息接收者
    __unsafe_unretained _Nonnull Class super_class; // 消息接收者的父类
};

- (void)run {
    [super run];
    // 等价源码如下
    // struct objc_super arg = {self, [MJPerson class]};
    // objc_msgSendSuper(arg, @selector(run));
}

objc_super中的receiver消息接受者是self，即[super run]中super调用的receiver仍然是MJStudent对象。

下面的关键就是看objc_msgSendSuper的实现，但是这部分是汇编代码，不过能看到它的注释，写的也很清晰，如下

/** 
 * Sends a message with a simple return value to the superclass of an instance of a class.
 * 
 * @param super A pointer to an \c objc_super data structure. Pass values identifying the
 *  context the message was sent to, including the instance of the class that is to receive the
 *  message and the superclass at which to start searching for the method implementation.
 * @param op A pointer of type SEL. Pass the selector of the method that will handle the message.
 * @param ...
 *   A variable argument list containing the arguments to the method.
 * 
 * @return The return value of the method identified by \e op.
 * 
 * @see objc_msgSend
 */
OBJC_EXPORT id _Nullable
objc_msgSendSuper(struct objc_super * _Nonnull super, SEL _Nonnull op, ...)
    OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);

这段注释也说明[super message]的底层实现原理

消息接收者仍然是子类对象
从父类开始查找方法的实现

分析完后，继续回到[super class]这段代码

1	NSLog(@"[super class] = %@", [super class]);

结合上面的super分析，我们可知[super class]这个方法的接受者仍然是当前的子类对象(MJStudent)。

对于-class方法，结合我们在object_getClass所学的知识，它的实现如下

- (Class)class {
    return object_getClass(self);
}

- (Class)superclass {
    return [self class]->superclass;
}

所以[super class]的消息接收者是当前的子类对象，而-class方法就是返回方法调用者的class，也就是MJStudent类型

总结

[super message]转化的底层源码
struct objc_super {
__unsafe_unretained _Nonnull id receiver; // 消息接收者
__unsafe_unretained _Nonnull Class super_class; // 消息接收者的父类
};
struct objc_super arg = {self, 父类};

objc_msgSendSuper(arg, SEL);

[super message]的底层实现
消息接收者仍然是子类对象
从父类开始查找方法的实现
[super message], [self message]
这两个函数的实现差别挺大，一个调用objc_msgSendSuper，一个调用objc_msgSend，不要被它们两个表面迷惑；
-class的底层实现
返回的是消息接收者的类，而恰好super的消息接收者是子类对象，就解释了[super class]的结果是子类了。