metaclass

在Objective-C中，每个类都有一个与之对应的元类。元类中存储了类方法和类属性等信息。当我们使用一个类方法时，实际上是通过类对象（Class object）在元类中查找相应的方法，然后进行调用。

作用

• 元类是类的描述类：元类可以描述类的属性和行为，包括类的实例变量、属性、方法等。通过元类，我们可以对类进行更加深入的理解和掌握。
• 元类可以创建类对象和类的实例：在Objective-C中，我们可以使用Class关键字创建一个类对象，而类对象又可以用来创建实例对象。这些操作都是通过元类实现的。
• 元类支持动态方法解析：元类提供了一个名为resolveClassMethod:或resolveInstanceMethod:的方法，它可以在运行时动态添加类方法或实例方法。这种机制可以帮助我们实现一些非常灵活的程序设计。
• 元类支持消息转发机制：在Objective-C中，如果一个对象无法响应某个消息，就会进入消息转发机制。元类也可以参与消息转发机制，用来处理某些特殊情况下的消息转发。

内部结构和实现机制：

• 元类本身也是一个类对象：在Objective-C中，每个类都有一个与之对应的元类，它也是一个类对象，也可以调用其自己的类方法和实例方法。
• 元类的isa指针指向根元类：元类也有isa指针，它指向的是根元类（root metaclass）。根元类是所有元类的祖先，它是继承体系中最顶层的元类，所有的元类都是从它继承而来的。
• 元类继承自其父类的元类：元类同样遵循继承机制，它会从其父类的元类中继承一些属性和方法。这种继承关系是一种递归的结构，因为元类也可以看作是类，所以它的父类也是一个元类，也可以从它的父类元类中继承属性和方法。
• 元类中存储了类方法和类属性等信息：元类中存储了类的所有类方法和类属性等信息。这些信息以一个结构体objc_class结构体的形式存储在元类对象中。这个结构体中包含了类的名称、父类、实例变量、方法列表等信息。
• 元类中还存储了类的元信息：元类中不仅存储了类的属性和行为信息，还存储了类的元信息（meta information）。元信息包括了类的名称、父类、实例变量、方法列表等信息，它们被存储在一个叫做Class_ro结构体中。
• 元类中支持方法的动态添加和替换：元类提供了一些方法来支持在运行时动态添加方法和替换方法的功能。其中，最重要的方法是class_addMethod和class_replaceMethod，它们分别用于添加和替换方法。这种机制在一些框架和库中得到了广泛的应用，比如Method Swizzling等技术。

设计原因

• 元类是类的描述类：元类可以描述类的属性和行为，包括类的实例变量、属性、方法等。通过元类，我们可以对类进行更加深入的理解和掌握。
• 元类可以创建类对象和类的实例：在Objective-C中，我们可以使用Class关键字创建一个类对象，而类对象又可以用来创建实例对象。这些操作都是通过元类实现的。
• 元类支持动态方法解析：元类提供了一个名为resolveClassMethod:或resolveInstanceMethod:的方法，它可以在运行时动态添加类方法或实例方法。这种机制可以帮助我们实现一些非常灵活的程序设计。
• 元类支持消息转发机制：在Objective-C中，如果一个对象无法响应某个消息，就会进入消息转发机制。元类也可以参与消息转发机制，用来处理某些特殊情况下的消息转发。