浅析IOS中isa指针的作用
在objective-c语言中，isa指针看名称指的是“是一个”的意思。isa指针是一个指针，具体到代码中，如果是对象，对象中的isa指针是指向的它的类对象。
/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;
/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;如图中所示，任意对象类型都是struct objc_object *指针的别名。通过观察该结构体变量，发现该结构体中只有一个Class类型的变量，它就是OC对象最基本的一个属性了。那么这个isa指针是用来做什么的呢？通过以上代码，可以发现对象的isa指针类型又是另外一个结构体指针类型struct objc_class *。接下来继续看这个结构体有什么内容：
struct objc_class {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE;
const char *name OBJC2_UNAVAILABLE;
long version OBJC2_UNAVAILABLE;
long info OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */从这个结构体中我们可以看出，这个结构体中同样有isa指针，这个指针类型就是这个结构体本身。那么可以大致了解到OC类对象是通过递归的方式来找到它的根类对象的。除了这个isa指针以外，还有其他的一些属性：指向父类对象的指针，名字、版本、描述信息、实例占用内存大小、实例变量列表、方法列表、缓存、遵守的协议列表等。通过这些属性，就可以得到这个类所有的相关信息了。因此，对象的isa指针指向的可以称之为类对象，程序运行时它就指向描述了这个对象所属的具体类型，而不是id这种动态类型。这样对象就可以知道刚才结构体中的所有成员信息了。例如父类是哪个，实例变量有哪些，实例方法有哪些，遵守的协议等。但是这还不够，因为对象还有类方法，类变量可以使用，所以类对象也有个isa指针，它指向的就是它的元类。元类中就包含了类对象创建所需要的所有信息。并且这些信息与对象创建不同的是在编译期就已经确定了。也就是说类对象在程序编译时就确定了。类对象和元类也有相同点，比如他们都有父类指针super_class,元类的父类指针指向的是元类的父亲元类，层层递进，直到指向NSObject这个OC的Root Class（meta）。然后这个根元类的isa指针指向的是它本身，不知道是啥意思。然后用个图来表示就是（自己懒得画了，图是转载来的）：
举个例子理解该图：（->表示继承关系）
假设 有继承关系：A->B->C->NSObject，有句代码：
A *a = [A new];
B *b = [B new];
C *c = [C new];
NSObject *root = [NSObject new];那么a这个实例变量就相当于上图中的Instance of Subclass,b和c就相当于上图中的Instance of Superclass，root就是Instance of Rootclass。它们的super_class指针就是指向的对应的父类对象。
Class aClass = [a class];
Class bClass = [b class];
Class cClass = [c class];
Class rootClass = [root class];通过实例变量的class方法就可以得到它们的类对象。也就是它们isa指针指向的内容。根据图中继承关系可以表示为：
aClass -> bClass -> cClass -> rootClass
这也就是类对象的super_class指向的内容。
然后要想获得元类就不是通过类对象调用class方法得到了，因为类对象调用class方法得到的是它本身。应该调用的是下面这个方法：
Class aMetaClass = object_getClass(aClass);
Class bMetaClass = object_getClass(bClass);
Class cMetaClass = object_getClass(cClass);
Class rootMetaClass = object_getClass(rootClass);通过以上这个方法，就可以获取都类对象所对应的元类。前文说到类对象记录了类对象的所有信息，最常用的就是类方法。这个元类就是类对象isa指针指向的内容了。元类之间也有
aMetaClass->bMetaClas->cMetaClass->rootMetaClass这种继承关系存在。
而且，元类isa指针指向的内容就都是相同的了，全都是指向的rootMetaClass。连rootMetaClass它自身isa指针指向的也是它自己。rootMetaClass中定义的就是NSObject类的类方法了，以及NSObject类的内部信息（例如实例方法列表，实例变量列表）。
而NSObject元类就是通过继承NSObject拿到的NSObject的对象信息的。因此，才会有NSObject元类继承自NSObject类这么一条。也说明了在OC中所有的类的根类都是NSObject类。至于NSObject类的父类，那就不存在了。所以是指向的nil。还有NSObject元类的isa指针指向自身，这个可以理解为就是一种面向对象概念——万物皆对象，最终形成一个闭环。
写在最后
通过以上分析，可以了解到isa指针的作用就是描述oc对象的所有信息的。通过这些充足的信息，可以创建出一个结构完整的对象。