Maco

闭花羞月

嗨,我是张志方 (@Maco),一名 iOS 开发者。


Category内部实现真面目

在iOS开发中,我们经常使用Category来解决一些问题,但是在使用的过程中,category内部是如何进行处理的,我们来进行简单的了解,如有不足之处还望在评论区指导。

1、Category真面目

我们知道,所有的OC类和对象,在runtime层都是用struct表示的,category也不例外,在runtime层,category用结构体category_t(在objc-runtime-new.h中可以找到此定义),它包含了:

  • 1)、类的名字(name)
  • 2)、类(cls)
  • 3)、category中所有给类添加的实例方法的列表(instanceMethods)
  • 4)、category中所有添加的类方法的列表(classMethods)
  • 5)、category实现的所有协议的列表(protocols)
  • 6)、category中添加的所有属性(instanceProperties)
typedef struct category_t {
   const char name;
   classref_t cls;
   struct method_list_t instanceMethods;
   struct method_list_t classMethods;
   struct protocol_list_t protocols;
   struct property_list_t instanceProperties;
} category_t;

从category的定义也可以看出category的可为(可以添加实例方法,类方法,甚至可以实现协议,添加属性)和不可为(无法添加实例变量)。

2、Category加载

Objective-C的运行是依赖OC的runtime的,而OC的runtime和其他系统库一样,是OS X和iOS通过dyld动态加载的。

  • 把category的实例方法、协议以及属性添加到类上
  • 把category的类方法和协议添加到类的metaclass上

attachCategoryMethods做的工作相对比较简单,它只是把所有category的实例方法列表拼成了一个大的实例方法列表,然后转交给了attachMethodLists方法。

1、category的方法没有“完全替换掉”原来类已经有的方法,也就是说如果category和原来类都有methodA,那么category附加完成之后,类的方法列表里会有两个methodA。

2、category的方法被放到了新方法列表的前面,而原来类的方法被放到了新方法列表的后面,这也就是我们平常所说的category的方法会“覆盖”掉原来类的同名方法,这是因为运行时在查找方法的时候是顺着方法列表的顺序查找的,它只要一找到对应名字的方法,就会罢休^_^,殊不知后面可能还有一样名字的方法。

3、Category中的+load()方法

如果我们创建了一个类的几个category,每个category都实现了+load方法,每个category中又都写了类中的方法,是如何调用的哪?

1、可以调用,因为附加category到类的工作会先于+load方法的执行

2、+load的执行顺序是先类,后category,而category的+load执行顺序是根据编译顺序决定的。 目前的编译顺序是这样的

按照当前的顺序,Category1会比Category2先编译,后编译的方法会被调用,如果调整category1和category2的顺序就会调用category1中的方法。

@implementation Person (Category)

-(void)showMyself {
  NSLog(@"第一个categoryshowMyself");
}

+(void)load {
   NSLog(@"第一个category中的load");
}

@end

@implementation Person (Category2)
-(void)showMyself {
   NSLog(@"第二个categoryshowMyself");
}

+(void)load {
  NSLog(@"第二个category中的load");
}

@end

虽然对于+load的执行顺序是这样,但是对于“覆盖”掉的方法,则会先找到最后一个编译的category里的对应方法。

4、Category方法覆盖

如何调用原来类中被categiry覆盖的方法?只要顺着方法列表找到最后一个对应方法名字就可以调用了。

Class currentClass = [MyClass class];

MyClass *my = [[MyClass alloc] init];

if (currentClass) {
   unsigned int methodCount;
   Method *methodList = class_copyMethodList(currentClass, &methodCount);
   IMP lastImp = NULL;
   SEL lastSel = NULL;
   for (NSInteger i = 0; i < methodCount; i++) {
       Method method = methodList[i];
       NSString *methodName = [NSString stringWithCString:sel_getName(method_getName(method)) 
       								encoding:NSUTF8StringEncoding];
       if ([@"printName" isEqualToString:methodName]) {
           lastImp = method_getImplementation(method);
           lastSel = method_getName(method);
       }
    }
   typedef void (*fn)(id,SEL);
   if (lastImp != NULL) {
   	  fn f = (fn)lastImp;
      f(my,lastSel);
   }
   free(methodList);
}   

5、Category关联对象

在objc-references.mm文件中有个方法_object_set_associative_reference,我们可以看到所有的关联对象都由AssociationsManager管理的。

class AssociationsManager {
  static OSSpinLock _lock;
  static AssociationsHashMap *_map;               *// associative references:  object pointer -> PtrPtrHashMap.*
public:
   AssociationsManager()   { OSSpinLockLock(&_lock); }
   ~AssociationsManager()  { OSSpinLockUnlock(&_lock); }
   AssociationsHashMap &**associations**() {
       if (_map == NULL)
           _map = new AssociationsHashMap();
       return *_map;
   }
};

AssociationsManager里面是由一个静态AssociationsHashMap来存储所有的关联对象的。这相当于把所有对象的关联对象都存在一个全局map里面。而map的的key是这个对象的指针地址(任意两个不同对象的指针地址一定是不同的),而这个map的value又是另外一个AssociationsHashMap,里面保存了关联对象的kv对。

runtime的销毁对象函数objc_destructInstance里面会判断这个对象有没有关联对象,如果有,会调用_object_remove_assocations做关联对象的清理工作。

void objc_destructInstance(id obj) 
{
   if (obj) {
      Class isa_gen = _object_getClass(obj);
      class_t *isa = newcls(isa_gen);
       *// Read all of the flags at once for performance.*
      bool cxx = hasCxxStructors(isa);
      bool assoc = !UseGC && _class_instancesHaveAssociatedObjects(isa_gen);
      *// This order is important.*
      if (cxx) object_cxxDestruct(obj);
      if (assoc) _object_remove_assocations(obj);
      if (!UseGC) objc_clear_deallocating(obj);
    }
    return obj;
}

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