在 iOS 开发中，我们经常听到两个看似神秘的词：isa 指针 和 Metadata。这两个概念分别源自 Objective-C 和 Swift 的对象系统，是我们理解底层运行机制、优化性能乃至调试疑难问题的关键。今天我们就来聊一聊，它们到底是什么，有什么用，又有哪些异同。
一、isa 指针：Objective-C 对象的“身份证”
1.1 什么是 isa？
在 Objective-C 中，每个对象其实内部都偷偷藏着一个指针，叫做 isa。这个指针指向它所属的“类对象”，也就是说，如果你想知道一个对象是属于哪个类的，就得看它的 isa。这个过程是动态的，运行时通过它来决定对象如何响应消息，比如 [person sayHello] 背后就靠它搞定。
更有趣的是：类本身在 Objective-C 中也是对象（对，没错），这些“类对象”也有自己的 isa，指向所谓的“元类”（Meta Class）。这种设计形成了一个有层次的继承链，是 Objective-C 强大动态性的基础。
1.2 isa 在内存中的模样
在 64 位系统中，苹果使用了所谓的 non-pointer isa，简单来说就是把一些附加信息（比如引用计数、是否被弱引用等）也藏进了这个 isa 指针里，通过 bit mask 技术高效管理。
+---------------------+
| isa 指针 | // 指向类或元类
+---------------------+
| 实例变量 1 |
+---------------------+
| 实例变量 2 |
+---------------------+
这种设计不仅节省了内存，还加快了运行时的对象管理效率。
1.3 消息发送：靠 isa 指针起飞
当你在 Objective-C 中调用一个方法，比如 [obj doSomething]，系统就会：
1. 通过 isa 找到 obj 对应的类；
2. 在类的方法列表或缓存中查找对应方法；
3. 没找到就沿着父类链（super_class）继续找；
4. 实在找不到？那就触发“消息转发”机制，比如 forwardingTargetForSelector、methodSignatureForSelector 等。
这种机制让 Objective-C 可以在运行时决定几乎所有行为——你甚至可以临时给对象加方法。
二、Metadata：Swift 的类型
2.1 什么是 Metadata？
Swift 是偏向静态语言，但它依然保留了部分运行时特性，这就要感谢 Metadata。它是 Swift 类型的一整套描述信息：类名、父类、方法表、属性、协议一致性、泛型参数等等，全都记录在 Metadata 中。
打个比方：如果 isa 是身份证，Metadata 更像是“户口本 + 简历 + 履历 + 身体检查报告”。
2.2 Swift 对象内存长啥样？
Swift 对象的开头通常就是一个 Metadata 指针：
+---------------------+
| Metadata 指针 | // 指向类型元数据
+---------------------+
| 引用计数 (RC) |
+---------------------+
| 实例变量们 |
+---------------------+
而 Metadata 本身是存储在一块只读内存里的（只读意味着安全、共享），所有相同类型的对象共享同一个 Metadata，这样节省内存并便于管理。
2.3 方法调度：Swift 的多重玩法
Swift 的方法调度可比 Objective-C 灵活得多：
-
1. 静态调度（Static Dispatch）：最常见，编译器直接决定调用哪个方法，速度飞快；
-
2. 虚表调度（VTable Dispatch）：用于
open/override修饰的方法，通过 Metadata 中的函数表查找方法； -
3. 消息机制（Message Dispatch）：只有打上
@objc标签的方法才走 Objective-C 的消息机制。
也就是说，Swift 默认是“编译时定死”，但在需要动态的地方，它也能“动起来”。
三、isa vs Metadata：全面对比
| 对比维度 | isa 指针（Objective-C） | Metadata（Swift） |
|---|---|---|
| 核心功能 | 标识对象类型 + 动态消息转发 | 描述类型结构 + 支持反射与泛型 |
| 所属语言 | Objective-C / @objc 的 Swift 类 | 纯 Swift 类型（类、结构体、枚举） |
| 动态性 | 非常强，可运行时添加/替换/转发方法 | 较弱，依赖静态编译，但有一定反射能力 |
| 内存效率 | 64位下采用合并结构，节省空间 | Metadata 只读共享，节省全局开销 |
| 方法调用效率 | 调用前需查表，动态性强但有开销 | 编译期决定，调用快（除非显式使用 @objc） |
| 是否可组合使用 | 是（如 Swift 继承 NSObject） | 是（Swift 类型即便有 Metadata 也能有 isa） |
四、Swift 混合场景：isa 与 Metadata 同时存在
当你写 Swift 时：
1. 如果类是继承自 NSObject，或者用了 @objc 修饰；
-
2. 那么这个类的对象不仅有 Swift 的 Metadata，也保留了 Objective-C 的
isa； -
3. 这样可以既调用 Swift 方法，也和 Objective-C 互操作。
所以，在混合开发时，两个系统会并存，各司其职。
五、总结一下
无论你是在写 Objective-C 还是 Swift，理解 isa 和 Metadata 都能帮助你写出更高效、更优雅的代码：
- 想用 runtime 魔法？看
isa。 - 想搞清 Swift 类型细节？翻
Metadata。 - 想调优内存或优化方法调度？两个都要会！
它们是不同语言世界里的根基，但在现代 iOS 开发中，常常你会同时用到它们。掌握这套知识，不仅能提升你调试问题的能力，也能帮你更深入理解 Apple 平台背后的设计哲学。
