category 详解

缺乏、安全感 2022-05-10 06:10 156阅读 0赞

**我们讲解的category分为三个部分：**

**1：怎么用：运用场景**

**2：不能用：争议性的特点：能做什么不能做什么**

**3：原因：内部原理**

**前言：**

无论一个类设计的多么完美，在未来的需求演进中，都有可能会碰到一些无法预测的情况。那怎么扩展已有的类呢？一般而言，继承和组合是不错的选择。但是在Objective-C 2.0中，又提供了category这个语言特性，可以动态地为已有类添加新行为。Objective-C的这个语言特性对于纯动态语言来说可能不算什么，比如javascript，你可以随时为一个“类”或者对象添加任意方法和实例变量。但是对于不是那么“动态”的语言而言，这确实是一个了不起的特性。

**1：怎么用：运用场景**

**1.1：主要作用是为已经存在的类添加方法。**

想要收集每个页面的启动时间：项目中已经有上百个页面了，如果一个一个的加，浪费时间不说，以后增加了新页面，还需要添加方法。

解决方法：

我们可以发现页面都继承了UIViewController，想要在每个页面都执行的代码，可以写在这些页面的父类中。我们可以把代码写在UIViewController中，使用分类（category）。

**1.2 ：分类**

一个类中的代码非常多，如果超过1000多行，那么在翻阅的时候也会觉得很困难，但是继承下来，再使用的时候，只能集成子类，而且方法比较多，想要直接分散开来，不是特别容易，所以可以采取分类的方式，把想通类型的代码加载在一起。

好处：可以把类的实现分开在几个不同的文件里面。这样做有几个显而易见的好处，

a)可以减少单个文件的体积

b)可以把不同的功能组织到不同的category里

c)可以由多个开发者共同完成一个类

d)可以按需加载想要的category 等等。

并且 还可以按照需要加载想要的category。

**1.3：引用父类未公开方法**

比如父类 XSDLabel：

// XSDLabel.h
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           #import <UIKit/UIKit.h>
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           @interface XSDLabel : UILabel
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           @end

// XSDLabel.m
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           #import "XSDLabel.h"
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           @implementation XSDLabel
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
          - (
          
           void)giveTextRandomColor {
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
              
          
           self.textColor = [
          
           UIColor orangeColor];
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
          }
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           @end

XSDLabel1继承自XSDLabel：

#import <UIKit/UIKit.h>
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           #import "XSDLabel.h"
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           @interface XSDLabel1 : XSDLabel
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           @end

现在需要在设置text时，同时设置文字颜色，调用父类的`giveTextRandomColor：`

#import "XSDLabel1.h"
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           @implementation XSDLabel1
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
          - (
          
           void)setText:(
          
           NSString *)text {
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
              [
          
           super setText:text];
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
              [
          
           self giveTextRandomColor];
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
          }
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           @end

直接编译会报错：

![1240][]

编译器提示找不到父类的方法

在子类中声明父类类别后，即可通过编译：

#import "XSDLabel1.h"
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           @interface XSDLabel (private)
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
          - (
          
           void)giveTextRandomColor;
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           @end
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           @implementation XSDLabel1
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
          - (
          
           void)setText:(
          
           NSString *)text {
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
              [
          
           super setText:text];
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
              [
          
           self giveTextRandomColor];
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
          }
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           @end

类别名`private`是任意的，但不可以缺省。

> 请不要乱来：苹果官方会拒绝使用系统私有API的应用上架，因此即使学会了如何调用私有方法，在遇到调用其它类的私有方法时，要谨慎处理，尽量用其它方法替代。
> 
>   
>

**1.4：声明私有方法**

**1.5：模拟多继承**

**1.6：把framework的私有方法公开**

**2：不能用：争议性的特点：能做什么不能做什么**

(如果看下面简单的原因解释不明白的 可以继续向下面看category的内部原理，讲的比较细致)

**2.1：只能添加方法，不能为一个类动态的添加成员变量，可以给类动态增加方法和属性。**

在类别中声明的属性，将无法存取，

原因：因为分类是动态时，此时，类的框架已经实现，属性列表里并没有给动态添加的属性赋值。其次并不是不能添加属性，而是添加一个Property，系统不会自动给他创建set和get方法，运用runtime：objc\_setAssociatedObject和objc\_getAssociatedObject给分类创建set和get方法。。

因为方法和属性并不“属于”类实例，而成员变量“属于”类实例。我们所说的“类实例”概念，指的是一块内存区域，包含了isa指针和所有的成员变量。所以假如允许动态修改类成员变量布局，已经创建出的类实例就不符合类定义了，变成了无效对象。但方法定义是在objc\_class中管理的，不管如何增删类方法，都不影响类实例的内存布局，已经创建出的类实例仍然可正常使用**。[具体请看这里][Link 1]**

**2.2：类别中的方法，会“覆盖”父类中的同名方法，无法再调用父类中的方法（因为类别中无法使用super）**

为防止意外覆盖，总是应该给类别加上前缀。

**原因：**这个不是覆盖，因为所有的类的方法和分类的方法，都会在类的方法列表中存在，类自己的是会先放进去，类别是动态添加的所以是后放入的，根据取方法的顺序，后进先出，而系统的特性是，只要找到了相同的方法便不再继续寻找，所以如果分类实现了本类的方法，会先调用分类的，如果有多个分类同时实现，那要看编译的时候哪个方法最后放入。

Category 可以实现原始类的方法：

**具体原因：**

1）.重写原生方法之后 会覆盖掉原有的方法，因为在OC中是runtime执行 且方法执行时仅仅有一个方法会被执行，除loadView会先执行原生方法然后执行category外 其他都是执行category重写的方法体。

2）.当多个地方对系统本身的方法进行了重写 则执行时系统无法知道执行哪一个方法。

3）.category的出现只是为了扩展原有的类。如果需要重写 使用继承吧。

**2.3：不同文件中的同名类别，同名方法，**不会报错，实际执行的方法以最后一个加载的文件为准，因此使用前缀防止类别人互相覆盖。

**2.4：分类中可以访问原来类中的成员变量**，但是只能访问@protect和@public形式的变量。如果想要访问本类中的私有变量，分类和子类一样，只能通过方法来访问。

**2.5：category和Extension延展不同。**

**原因：**

extension看起来很像一个匿名的category，但是extension和有名字的category几乎完全是两个东西。 extension在编译期决议，它就是类的一部分，在编译期和头文件里的@interface以及实现文件里的@implement一起形成一个完整的类，它伴随类的产生而产生，亦随之一起消亡。extension一般用来隐藏类的私有信息，你必须有一个类的源码才能为一个类添加extension，所以你无法为系统的类比如NSString添加extension。但是category则完全不一样，它是在运行期决议的。就category和extension的区别来看，我们可以推导出一个明显的事实，extension可以添加实例变量，而category是无法添加实例变量的（因为在运行期，对象的内存布局已经确定，如果添加实例变量就会破坏类的内部布局，这对编译型语言来说是灾难性的）。

想知道详细区别的，[请看这里][Link 2]

小记：

我自己写了一个分类，通过runtime来获取类的方法和属性，发现分类方法和本类方法在一个方法列表，引用不引用都在，只是引用之后，在类里就可以用这个分类的方法。不引用的话，编译器找不到方法，就会报错。

3：原因：内部原理

现在讲解最重要的内部原理，上面的有争议的特性还没有彻底明白为啥的 可以细细看下面。

***3.1：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）。  
ok，我们先去写一个category看一下category到底为何物：

MyClass.h：

#import <Foundation/Foundation.h>
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          @interface MyClass : NSObject
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         - (
         
          void)printName;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          @end
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          @interface MyClass(MyAddition)
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          @property(
         
          nonatomic, 
         
          copy) 
         
          NSString *name;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         - (
         
          void)printName;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          @end

MyClass.m：

#import "MyClass.h"
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          @implementation MyClass
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         - (
         
          void)printName
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          NSLog(
         
          @"%@",
         
          @"MyClass");
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          @end
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          @implementation MyClass(MyAddition)
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         - (
         
          void)printName
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          NSLog(
         
          @"%@",
         
          @"MyAddition");
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          @end

我们使用clang的命令去看看category到底会变成什么：

clang -rewrite-objc MyClass.m

好吧，我们得到了一个3M大小，10w多行的.cpp文件（这绝对是Apple值得吐槽的一点），我们忽略掉所有和我们无关的东西，在文件的最后，我们找到了如下代码片段：

static 
         
          struct
         
           
         
          /*_method_list_t*/
         
           {
           
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          unsigned 
         
          int entsize;  
         
          // sizeof(struct _objc_method)
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          unsigned 
         
          int method_count;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          struct
         
           _objc_method method_list[
         
          1
         
          ];
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         } _OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_MyClass_$_MyAddition __attribute__ ((used, section (
         
          "__DATA,__objc_const"))) = {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          sizeof(_objc_method),
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          1,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         {
          {(
         
          struct objc_selector *)
         
          "printName", 
         
          "v16@0:8", (
         
          void *)_I_MyClass_MyAddition_printName}}
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         };
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          static 
         
          struct
         
           
         
          /*_prop_list_t*/
         
           {
           
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          unsigned 
         
          int entsize;  
         
          // sizeof(struct _prop_t)
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          unsigned 
         
          int count_of_properties;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          struct
         
           
         
          _prop_t
         
           prop_list[
         
          1
         
          ];
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         } _OBJC_$_PROP_LIST_MyClass_$_MyAddition __attribute__ ((used, section (
         
          "__DATA,__objc_const"))) = {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          sizeof(
         
          _prop_t),
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          1,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         {
          {
         
          "name",
         
          "T@\"NSString\",C,N"}}
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         };
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          extern 
         
          "C" __declspec(dllexport) 
         
          struct
         
           
         
          _class_t
         
           OBJC_CLASS_$_MyClass;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          static 
         
          struct
         
           
         
          _category_t
         
           _OBJC_$_CATEGORY_MyClass_$_MyAddition __attribute__ ((used, section (
         
          "__DATA,__objc_const"
         
          ))) =
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          {
           
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          "MyClass",
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          0, 
         
          // &OBJC_CLASS_$_MyClass,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         (
         
          const 
         
          struct 
         
          _method_list_t *)&_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_MyClass_$_MyAddition,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          0,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          0,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         (
         
          const 
         
          struct 
         
          _prop_list_t *)&_OBJC_$_PROP_LIST_MyClass_$_MyAddition,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         };
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          static 
         
          void OBJC_CATEGORY_SETUP_$_MyClass_$_MyAddition(
         
          void ) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         _OBJC_$_CATEGORY_MyClass_$_MyAddition.cls = &OBJC_CLASS_$_MyClass;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          #pragma section(".objc_inithooks$B", long, read, write)
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         __declspec(allocate(
         
          ".objc_inithooks$B")) 
         
          static 
         
          void *OBJC_CATEGORY_SETUP[] = {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         (
         
          void *)&OBJC_CATEGORY_SETUP_$_MyClass_$_MyAddition,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         };
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          static 
         
          struct
         
           
         
          _class_t
         
           *L_OBJC_LABEL_CLASS_$ [
         
          1
         
          ] __attribute__((used, section (
         
          "__DATA, __objc_classlist,regular,no_dead_strip"
         
          )))= {
           
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         &OBJC_CLASS_$_MyClass,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         };
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          static 
         
          struct
         
           
         
          _class_t
         
           *_OBJC_LABEL_NONLAZY_CLASS_$[] = {
           
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         &OBJC_CLASS_$_MyClass,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         };
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          static 
         
          struct
         
           
         
          _category_t
         
           *L_OBJC_LABEL_CATEGORY_$ [
         
          1
         
          ] __attribute__((used, section (
         
          "__DATA, __objc_catlist,regular,no_dead_strip"
         
          )))= {
           
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         &_OBJC_$_CATEGORY_MyClass_$_MyAddition,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         };

我们可以看到，  
1)、首先编译器生成了实例方法列表OBJC$\_CATEGORY\_INSTANCE\_METHODSMyClass$\_MyAddition和属性列表OBJC$\_PROP\_LISTMyClass$\_MyAddition，两者的命名都遵循了公共前缀+类名+category名字的命名方式，而且实例方法列表里面填充的正是我们在MyAddition这个category里面写的方法printName，而属性列表里面填充的也正是我们在MyAddition里添加的name属性。还有一个需要注意到的事实就是category的名字用来给各种列表以及后面的category结构体本身命名，而且有static来修饰，所以在同一个编译单元里我们的category名不能重复，否则会出现编译错误。  
2)、其次，编译器生成了category本身OBJC$\_CATEGORYMyClass$\_MyAddition，并用前面生成的列表来初始化category本身。  
3)、最后，编译器在DATA段下的objc\_catlist section里保存了一个大小为1的category\_t的数组L\_OBJC\_LABELCATEGORY$（当然，如果有多个category，会生成对应长度的数组^\_^），用于运行期category的加载。  
到这里，编译器的工作就接近尾声了，对于category在运行期怎么加载，我们下节揭晓。

***3.2、追本溯源-category如何加载***

我们知道，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。对于OC运行时，入口方法如下（在objc-os.mm文件中）：

void _objc_init(
         
          void)
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          static 
         
          bool initialized = 
         
          false;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          if (initialized) 
         
          return;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             initialized = 
         
          true;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          // fixme defer initialization until an objc-using image is found?
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             environ_init();
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             tls_init();
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             lock_init();
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             exception_init();
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          // Register for unmap first, in case some +load unmaps something
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             _dyld_register_func_for_remove_image(&unmap_image);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             dyld_register_image_state_change_handler(dyld_image_state_bound,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                                                      
         
          1
         
          /*batch*/, &map_images);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             dyld_register_image_state_change_handler(dyld_image_state_dependents_initialized, 
         
          0
         
          /*not batch*/, &load_images);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         }

category被附加到类上面是在map\_images的时候发生的，在new-ABI的标准下，\_objc\_init里面的调用的map\_images最终会调用objc-runtime-new.mm里面的\_read\_images方法，而在\_read\_images方法的结尾，有以下的代码片段：

// Discover categories. 
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          for (EACH_HEADER) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                 
         
          category_t **catlist =
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     _getObjc2CategoryList(hi, &count);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                 
         
          for (i = 
         
          0; i < count; i++) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                     
         
          category_t *cat = catlist[i];
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                     
         
          class_t *cls = remapClass(cat->cls);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                     
         
          if (!cls) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                         
         
          // Category's target class is missing (probably weak-linked).
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                         
         
          // Disavow any knowledge of this category.
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         catlist[i] = 
         
          NULL;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                         
         
          if (PrintConnecting) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                             _objc_inform(
         
          "CLASS: IGNORING category \?\?\?(%s) %p with "
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                                          
         
          "missing weak-linked target class",
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                                          cat->name, cat);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                         
         
          continue;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                     
         
          // Process this category. 
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                     
         
          // First, register the category with its target class. 
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                     
         
          // Then, rebuild the class's method lists (etc) if 
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                     
         
          // the class is realized. 
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     BOOL classExists = NO;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                     
         
          if (cat->instanceMethods ||  cat->protocols 
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         ||  cat->instanceProperties)
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         addUnattachedCategoryForClass(cat, cls, hi);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                         
         
          if (isRealized(cls)) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                             remethodizeClass(cls);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                             classExists = YES;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                         
         
          if (PrintConnecting) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                             _objc_inform(
         
          "CLASS: found category -%s(%s) %s",
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                                          getName(cls), cat->name,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                                          classExists ? 
         
          "on existing class" : 
         
          "");
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                     
         
          if (cat->classMethods  ||  cat->protocols 
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                         
         
          /* || cat->classProperties */)
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         addUnattachedCategoryForClass(cat, cls->isa, hi);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                         
         
          if (isRealized(cls->isa)) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                             remethodizeClass(cls->isa);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                         
         
          if (PrintConnecting) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                             _objc_inform(
         
          "CLASS: found category +%s(%s)",
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                                          getName(cls), cat->name);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             }

首先，我们拿到的catlist就是上节中讲到的编译器为我们准备的category\_t数组，关于是如何加载catlist本身的，我们暂且不表，这和category本身的关系也不大，有兴趣的同学可以去研究以下Apple的二进制格式和load机制。  
略去PrintConnecting这个用于log的东西，这段代码很容易理解：  
1)、把category的实例方法、协议以及属性添加到类上  
2)、把category的类方法和协议添加到类的metaclass上

值得注意的是，在代码中有一小段注释 / || cat->classProperties /，看来苹果有过给类添加属性的计划啊。  
ok，我们接着往里看，category的各种列表是怎么最终添加到类上的，就拿实例方法列表来说吧：  
在上述的代码片段里，addUnattachedCategoryForClass只是把类和category做一个关联映射，而remethodizeClass才是真正去处理添加事宜的功臣。

static void remethodizeClass(class_t *cls)
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             category_list *cats;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             BOOL isMeta;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             rwlock_assert_writing(&runtimeLock);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             isMeta = isMetaClass(cls);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          // Re-methodizing: check for more categories
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          if ((cats = unattachedCategoriesForClass(cls))) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 chained_property_list *newproperties;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                 
         
          const 
         
          protocol_list_t **newprotos;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                 
         
          if (PrintConnecting) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     _objc_inform(
         
          "CLASS: attaching categories to class '%s' %s",
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                                  getName(cls), isMeta ? 
         
          "(meta)" : 
         
          "");
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                 
         
          // Update methods, properties, protocols
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 BOOL vtableAffected = NO;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 attachCategoryMethods(cls, cats, &vtableAffected);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 newproperties = buildPropertyList(
         
          NULL, cats, isMeta);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                 
         
          if (newproperties) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     newproperties->next = cls->data()->properties;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     cls->data()->properties = newproperties;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 newprotos = buildProtocolList(cats, 
         
          NULL, cls->data()->protocols);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                 
         
          if (cls->data()->protocols  &&  cls->data()->protocols != newprotos) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     _free_internal(cls->data()->protocols);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 cls->data()->protocols = newprotos;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 _free_internal(cats);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                 
         
          // Update method caches and vtables
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 flushCaches(cls);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                 
         
          if (vtableAffected) flushVtables(cls);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         }

而对于添加类的实例方法而言，又会去调用attachCategoryMethods这个方法，我们去看下attachCategoryMethods：

static void 
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          attachCategoryMethods
         
          (class_t *cls, category_list *cats,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
                                BOOL *inoutVtablesAffected)
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          if (!cats) 
         
          return;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          if (PrintReplacedMethods) printReplacements(cls, cats);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             BOOL isMeta = isMetaClass(cls);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          method_list_t **mlists = (
         
          method_list_t **)
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 _malloc_internal(cats->count * 
         
          sizeof(*mlists));
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          // Count backwards through cats to get newest categories first
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          int mcount = 
         
          0;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          int i = cats->count;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             BOOL fromBundle = NO;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          while (i--) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                 
         
          method_list_t *mlist = cat_method_list(cats->
         
          list[i].cat, isMeta);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                 
         
          if (mlist) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     mlists[mcount++] = mlist;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     fromBundle |= cats->
         
          list[i].fromBundle;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             attachMethodLists(cls, mlists, mcount, NO, fromBundle, inoutVtablesAffected);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             _free_internal(mlists);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         }

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（我发誓，这是本节我们看的最后一段代码了^\_^），这个方法有点长，我们只看一小段：

for (
         
          uint32_t m = 
         
          0;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                      (scanForCustomRR || scanForCustomAWZ)  &&  m < mlist->count;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                      m++)
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     SEL sel = method_list_nth(mlist, m)->name;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                     
         
          if (scanForCustomRR  &&  isRRSelector(sel)) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         cls->setHasCustomRR();
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         scanForCustomRR = 
         
          false;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     } 
         
          else 
         
          if (scanForCustomAWZ  &&  isAWZSelector(sel)) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         cls->setHasCustomAWZ();
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         scanForCustomAWZ = 
         
          false;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                 
         
          // Fill method list array
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 newLists[newCount++] = mlist;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             .
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             .
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             .
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          // Copy old methods to the method list array
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          for (i = 
         
          0; i < oldCount; i++) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 newLists[newCount++] = oldLists[i];
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             }

需要注意的有两点：  
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。

***3.3：旁枝末叶-category和+load方法***

我们知道，在类和category中都可以有+load方法，那么有两个问题：  
1)、在类的+load方法调用的时候，我们可以调用category中声明的方法么？  
2)、这么些个+load方法，调用顺序是咋样的呢？  
鉴于上述几节我们看的代码太多了，对于这两个问题我们先来看一点直观的：

![项目结构][project.png]

我们的代码里有MyClass和MyClass的两个category （Category1和Category2），MyClass和两个category都添加了+load方法，并且Category1和Category2都写了MyClass的printName方法。  
在Xcode中点击Edit Scheme，添加如下两个环境变量（可以在执行load方法以及加载category的时候打印log信息，更多的环境变量选项可参见objc-private.h）:

![环境变量][environment_vars.png]

运行项目，我们会看到控制台打印很多东西出来，我们只找到我们想要的信息，顺序如下：

objc\[1187\]: REPLACED: -\[MyClass printName\] by category Category1  
objc\[1187\]: REPLACED: -\[MyClass printName\] by category Category2  
.  
.  
.  
objc\[1187\]: LOAD: class 'MyClass' scheduled for +load  
objc\[1187\]: LOAD: category 'MyClass(Category1)' scheduled for +load  
objc\[1187\]: LOAD: category 'MyClass(Category2)' scheduled for +load  
objc\[1187\]: LOAD: +\[MyClass load\]  
.  
.  
.  
objc\[1187\]: LOAD: +\[MyClass(Category1) load\]  
.  
.  
.  
objc\[1187\]: LOAD: +\[MyClass(Category2) load\]

所以，对于上面两个问题，答案是很明显的：  
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：

![编译顺序1][1]

我们调整一个Category1和Category2的编译顺序，run。ok，我们可以看到控制台的输出顺序变了：

![编译顺序2][2]

objc\[1187\]: REPLACED: -\[MyClass printName\] by category Category2  
objc\[1187\]: REPLACED: -\[MyClass printName\] by category Category1  
.  
.  
.  
objc\[1187\]: LOAD: class 'MyClass' scheduled for +load  
objc\[1187\]: LOAD: category 'MyClass(Category2)' scheduled for +load  
objc\[1187\]: LOAD: category 'MyClass(Category1)' scheduled for +load  
objc\[1187\]: LOAD: +\[MyClass load\]  
.  
.  
.  
objc\[1187\]: LOAD: +\[MyClass(Category2) load\]  
.  
.  
.  
objc\[1187\]: LOAD: +\[MyClass(Category1) load\]

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。  
这一节我们只是用很直观的方式得到了问题的答案，有兴趣的同学可以继续去研究一下OC的运行时代码。

# *3.4、触类旁通-category和方法覆盖* #

鉴于上面几节我们已经把原理都讲了，这一节只有一个问题:  
怎么调用到原来类中被category覆盖掉的方法？  
对于这个问题，我们已经知道category其实并不是完全替换掉原来类的同名方法，只是category在方法列表的前面而已，所以我们只要顺着方法列表找到最后一个对应名字的方法，就可以调用原来类的方法：

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);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         }

#     #

# *3.5、更上一层-category和关联对象* #

如上所见，我们知道在category里面是无法为category添加实例变量的。但是我们很多时候需要在category中添加和对象关联的值，这个时候可以求助关联对象来实现。

MyClass+Category1.h:

#import "MyClass.h"
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          @interface MyClass (Category1)
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          @property(
         
          nonatomic,
         
          copy) 
         
          NSString *name;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          @end

MyClass+Category1.m:

#import "MyClass+Category1.h"
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          #import <objc/runtime.h>
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          @implementation MyClass (Category1)
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         + (
         
          void)load
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          NSLog(
         
          @"%@",
         
          @"load in Category1");
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         - (
         
          void)setName:(
         
          NSString *)name
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             objc_setAssociatedObject(
         
          self,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                                      
         
          "name",
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                                      name,
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                                      OBJC_ASSO
         
          CIATION_COPY);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         - (
         
          NSString*)name
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          NSString *nameObject = objc_getAssociatedObject(
         
          self, 
         
          "name");
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          return nameObject;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
          
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
         
          @end

但是关联对象又是存在什么地方呢？ 如何存储？ 对象销毁时候如何处理关联对象呢？  
我们去翻一下runtime的源码，在objc-references.mm文件中有个方法\_object\_set\_associative\_reference：

void _object_set_associative_reference(id object, 
         
          void *key, id value, 
         
          uintptr_t policy) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          // retain the new value (if any) outside the lock.
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          ObjcAssociation old_association(0, nil);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             id new_value = value ? acquireValue(value, policy) : nil;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 AssociationsManager manager;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                 
         
          AssociationsHashMap &associations(manager.associations());
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                 
         
          disguised_ptr_t disguised_object = DISGUISE(object);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                 
         
          if (new_value) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                     
         
          // break any existing association.
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     AssociationsHashMap::iterator i = associations.find(disguised_object);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                     
         
          if (i != associations.end()) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                         
         
          // secondary table exists
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         ObjectAssociationMap *refs = i->second;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         ObjectAssociationMap::iterator j = refs->find(key);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                         
         
          if (j != refs->end()) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                             old_association = j->second;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                             j->second = ObjcAssociation(policy, new_value);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         } 
         
          else {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                             (*refs)[key] = ObjcAssociation(policy, new_value);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     } 
         
          else {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                         
         
          // create the new association (first time).
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         ObjectAssociationMap *refs = 
         
          new ObjectAssociationMap;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         associations[disguised_object] = refs;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         (*refs)[key] = ObjcAssociation(policy, new_value);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         _class_setInstancesHaveAssociatedObjects(_object_getClass(object));
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 } 
         
          else {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                     
         
          // setting the association to nil breaks the association.
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     AssociationsHashMap::iterator i = associations.find(disguised_object);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                     
         
          if (i !=  associations.end()) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         ObjectAssociationMap *refs = i->second;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         ObjectAssociationMap::iterator j = refs->find(key);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
                         
         
          if (j != refs->end()) {
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                             old_association = j->second;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                             refs->erase(j);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                         }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                     }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
                 }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
             }
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          // release the old value (outside of the lock).
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
             
         
          if (old_association.hasValue()) ReleaseValue()(old_association);
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         }

我们可以看到所有的关联对象都由AssociationsManager管理，而AssociationsManager定义如下：

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。  
而在对象的销毁逻辑里面，见objc-runtime-new.mm:

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;
        
         
       
        
       
       
        
        
         
       
        
       
        
        
         
          
         }

嗯，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。

这个是从大牛的网址里看的资料，顺便整理下来，连接地址：

[http://tech.meituan.com/DiveIntoCategory.html][http_tech.meituan.com_DiveIntoCategory.html]（这里是内部原理讲解，很透彻）

[http://www.jianshu.com/p/2bf61807b6b3][http_www.jianshu.com_p_2bf61807b6b3]

感谢大神：都是大神的精华，我整理成自己需要学习的效果以便以后自己快速查阅。

[1240]: /images/20220510/923f9b35e9cc4f85a0ce9ff23ed5e684.png
[Link 1]: http://www.cocoachina.com/ios/20150526/11918.html
[Link 2]: http://www.jianshu.com/p/0b800180c738
[project.png]: /images/20220510/293180d7b0e24bc6a493c82291332ee5.png
[environment_vars.png]: /images/20220510/c589c29de67946e18170be1660375bd3.png
[1]: /images/20220510/2bfb14a4dea040be82cfdf96b0092193.png
[2]: /images/20220510/294ced4142304984878600799d32ffd4.png
[http_tech.meituan.com_DiveIntoCategory.html]: http://tech.meituan.com/DiveIntoCategory.html
[http_www.jianshu.com_p_2bf61807b6b3]: http://www.jianshu.com/p/2bf61807b6b3