Ruby的对象模型

    Ruby的对象模型，包含在下面这张图中：


    首先要知道，Ruby中的类也是对象，类相比于其他对象特殊的地方在于能够产生对象，既然类是对象，那么它显然也有类，也就是所谓类的类，这个类的类在 Ruby中就是类的metaclass，图中的(OtherClass)，(OtherClass)就是类OtherClass的klass(c层次), (OtherClass)存储了类的方法(类方法）和类的实例变量，并且是唯一的且不可实例化。在Ruby层次上我们想操作(otherclass)应该 类似：

ruby 代码

class OtherClass
 end
class <<  OtherClass <otherclass><otherclass></otherclass></otherclass>
  attr_accessor:name #name是OtherClass的实例变量
  def test
    p 'hello'
  end
end
OtherClass.name='dennis'
OtherClass.name => "dennis"
OtherClass.test   =>'hello'

  
    图中的instance是OtherClass的一个实例，那么显然instance的class是OtherClass，可是图中的 (instance)又是什么呢？(instance)就是对象的singleton类，singleton类这个名称怪怪的，不过每个对象只能有一个 singleton类的角度上说也可以理解。看看下面的例子：

ruby 代码

class OtherClass
end
instance=OtherClass.new
class <<  instance <instance><instance></instance></instance>
  def test
    p "a.test"
  end
  attr_accessor:name
end
instance.test =>"a.test"
instance.name="dennis"
instance.name  =>"dennis"

     instance通过OtherClass.new创建，但是此时(instance)还不存在，这与(OtherClass)情况不同，每个类一经创建 就有一个metaclass，而对象就不一样，只有当你通过class << instance 语法(或者def instance.test等等)创建的时候，(instance)才被创建。注意test方法和name变量都将是instance对象特有的，类OtherClass并没有改变。 观察下，发现(instance)继承于OtherClass，引出类的metaclass与对象的singleton类的又一个区别：类的 metaclass继承自父类的metaclass，而对象的singleton类则是继承于对象的class。<instance>
    那么当我们调用instance.class的时候，怎么不返回(instance)?这是c ruby在底层做了处理，instance的class在c ruby层次是(instance),当查找的时候忽略了singleton类以及下面将要谈到的include模块的代理类，沿着继承链上查找：

</instance>

cpp 代码

86 VALUE
87 rb_obj_class(obj)
88 VALUE obj;
89 {
90 return rb_class_real(CLASS_OF(obj));
91 }

76 VALUE
77 rb_class_real(cl)
78 VALUE cl;
79 {
80 while (FL_TEST(cl, FL_SINGLETON) || TYPE(cl) == T_ICLASS) {
81 cl = RCLASS(cl)->super;
82 }
83 return cl;
84 }

(object.c)

核心代码就是：

cpp 代码

while (FL_TEST(cl, FL_SINGLETON) || TYPE(cl) == T_ICLASS) {
  cl = RCLASS(cl)->super;
 }

    其中FL_TEST(cl,FL_SINGLETON)用于测试是否是singleton类，而TYPE(cl)==TL_ICLASS是否是包含模块的代理类，TL_ICLASS的I就是include的意思。
    图中类OtherClass继承Object，这个是显而易见的，不再多说。而Object、Class和Module这三个类是没办法通过API创建 的，称为元类，他们的之间的关系如图所示，Object的class是Class,Module继承Object,而Class又继承Module，因此 Class.kind_of? Object返回true。Object的class是Class类，而Class类又是Object的子类，这个问题类似先有鸡，还是先有蛋的问题，是先有Object？还是先有Class?而c ruby的解决办法是不管谁先有，创建Object开始，接着创建Module和Class，然后分别创建它们的metaclass，从此整个Ruby的 对象模型开始运转。

cpp 代码

1243 rb_cObject = boot_defclass("Object", 0);
1244 rb_cModule = boot_defclass("Module", rb_cObject);
1245 rb_cClass = boot_defclass("Class", rb_cModule);
1246
1247 metaclass = rb_make_metaclass(rb_cObject, rb_cClass);
1248 metaclass = rb_make_metaclass(rb_cModule, metaclass);
1249 metaclass = rb_make_metaclass(rb_cClass, metaclass);

(object.c)

那么当我们调用Class.class发生了什么？Class的klass其实指向的是(Class)，可根据上面的代码，我们知道会忽略这个 (Class)，继续往上找就是(Module),同理找到(Object)，而(Object)继承自Class,显然Class的类仍然是 Class，Class的类的类也是Class,无穷递归下去，多么有趣。同理，Object.class和Module.class都将是Class类。

    再来看看include模块时发生的故事。include模块的过程如下图所示：

include模块，本质上是在对象或者类的klass和super之间插入了一个代理类iclass,这个代理类的方法表(m_table)和变量表 (iv_table)分别指向了被包含的模块的方法表和变量表（通过指针，因此当包含的Module变化的时候，对象或者类也能相应变化），那么在查找类 或者对象的class的时候，上面已经指出将忽略这些代理类。

评论

2 楼 lgn21st 2008-04-13  

这张图的出处应该是Ruby Hacking Guide
目前翻译好的中文部分只有第一章,在我看来,解释ruby对象导航图原理上的资料,无出其右...

1 楼 dualface 2008-04-13  

楼主的图用什么软件画的啊？挺不错