事由：之前去面試，然後面試官問了我一些關於
runtime的用法，我有說到Method Swizzling。通過在category的load中去修改我們呼叫的方法，來達到全域性修改的目的。隨後面試官問到關於category的實現，哇！ 尷尬，我好像從來沒有想過這個問題。現在有時間就給整理一下，水平有限，肯定會有很多不足。希望大家多多指點！多謝 zzz
category是Objective-C 2.0之後新增的語言特性. 一般我們使用它有以下兩種場景
- 給系統類新增方法和屬性
- 通過
組合的設計模式把類的實現分開成多個category在幾個不同的檔案裡面- 可以減少單個檔案的體積
- 可以把不同的功能組織到不同的
category裡 - 可以由多個開發者共同完成一個類
- 可以只載入自己想要的
category，達到業務分離
關於問題（因為確實不知道該從什麼地方開始看起，所以強迫試的給自己定了幾個問題。讓自己去弄明白）
category是什麼東西category是怎樣載入的category方法為什麼可以覆蓋宿主類的方法category的屬性跟方法是怎麼新增到宿主類的category為什麼可以新增屬性，方法，協議。缺不能新增成員變數
category是什麼東西
objc所有類和物件都是c結構體，category也一樣。我們可以通過clang去看一下
struct _category_t {
const char *name;
struct _class_t *cls;
const struct _method_list_t *instance_methods;
const struct _method_list_t *class_methods;
const struct _protocol_list_t *protocols;
const struct _prop_list_t *properties;
};
複製程式碼_category_t裡面有名字、宿主類的物件、例項方法列表、類方法列表、協議方法列表、屬列表性。可以看到是沒有成員變數列表的，因為category是依賴runtime的，而在執行時物件的記憶體佈局已經確定，如果新增例項變數就會破壞類的內部佈局，這對編譯型語言來說是災難性的。這就是為什麼我們沒有在_category_t裡面找到成員變數列表和category不可以新增成員變數的原因
category是怎樣載入的
上面我們提到過category是依賴runtime的。那我們來看一下runtime的載入過程。下面用到的runtime原始碼都來自於點這！ 我下載的是723最新的版本
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();
static_init();
lock_init();
exception_init();
_dyld_objc_notify_register(&map_images, load_images, unmap_image);
}
複製程式碼開始是一些初始化方法
map_images方法表示將檔案中的二進位制檔案對映到記憶體，category被新增到宿主類就發生在這個方法裡面。我們來看一下這個方法實現
void
map_images(unsigned count, const char * const paths[],
const struct mach_header * const mhdrs[])
{
// 加鎖操作 保證在對映到dyld過程呼叫ABI是安全的
rwlock_writer_t lock(runtimeLock);
//函式在加鎖後就轉向了 map_images_nolock 函式
return map_images_nolock(count, paths, mhdrs);
}
複製程式碼
map_images_nolock方法程式碼太長，我就不粘過來了。它主要做的操作是在函式中，它檢查傳入的每個image，如果image有需要的資訊，就將它記錄在hList中，並將hCount加一，最終判斷hCount>0來呼叫_read_images讀取 image 中的資料 。
我們再來看_read_images，方法有點長。我給跟category相關程式碼擷取出來了
for (EACH_HEADER) {
// 獲取 映象中的所有分類
category_t **catlist =
_getObjc2CategoryList(hi, &count);
bool hasClassProperties = hi->info()->hasCategoryClassProperties();
for (i = 0; i < count; i++) {
category_t *cat = catlist[i];
Class cls = remapClass(cat->cls);
if (!cls) {
// Category's target class is missing (probably weak-linked).
// Disavow any knowledge of this category.
catlist[i] = nil;
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;
// 從這開始，正式對category開始處理
if (cat->instanceMethods || cat->protocols
|| cat->instanceProperties)
{
//為類新增未依附的分類,把Category和類關聯起來
addUnattachedCategoryForClass(cat, cls, hi);
if (cls->isRealized()) {
remethodizeClass(cls);
classExists = YES;
}
if (PrintConnecting) {
_objc_inform("CLASS: found category -%s(%s) %s",
cls->nameForLogging(), cat->name,
classExists ? "on existing class" : "");
}
}
if (cat->classMethods || cat->protocols
|| (hasClassProperties && cat->_classProperties))
{
//為類新增未依附的分類,把Category和metaClass關聯起來。因為類方法是存在元類中的
addUnattachedCategoryForClass(cat, cls->ISA(), hi);
if (cls->ISA()->isRealized()) {
remethodizeClass(cls->ISA());
}
if (PrintConnecting) {
_objc_inform("CLASS: found category +%s(%s)",
cls->nameForLogging(), cat->name);
}
}
}
}
複製程式碼哇！ 終於 終於 到了最關鍵的方法了
首先。我們呼叫remethodizeClass來呼叫category的幕後大佬----attachCategories方法,從名字就可以看出來它的作用，新增category
plz show me the code !!!
static void
attachCategories(Class cls, category_list *cats, bool flush_caches)
{
if (!cats) return;
if (PrintReplacedMethods) printReplacements(cls, cats);
bool isMeta = cls->isMetaClass();
// fixme rearrange to remove these intermediate allocations
method_list_t **mlists = (method_list_t **)
malloc(cats->count * sizeof(*mlists));
property_list_t **proplists = (property_list_t **)
malloc(cats->count * sizeof(*proplists));
protocol_list_t **protolists = (protocol_list_t **)
malloc(cats->count * sizeof(*protolists));
// Count backwards through cats to get newest categories first
/*
#warning attachCategories
category的載入順序是通過編譯順序決定的
這樣倒序遍歷，保證先將陣列內元素（category）的方法從後往前新增到新陣列
這樣編譯在後面的category方法會在陣列的前面
*/
int mcount = 0;
int propcount = 0;
int protocount = 0;
int i = cats->count;
bool fromBundle = NO;
while (i--) {
auto& entry = cats->list[i];
method_list_t *mlist = entry.cat->methodsForMeta(isMeta);
if (mlist) {
mlists[mcount++] = mlist;
fromBundle |= entry.hi->isBundle();
}
property_list_t *proplist =
entry.cat->propertiesForMeta(isMeta, entry.hi);
if (proplist) {
proplists[propcount++] = proplist;
}
protocol_list_t *protolist = entry.cat->protocols;
if (protolist) {
protolists[protocount++] = protolist;
}
}
auto rw = cls->data();
prepareMethodLists(cls, mlists, mcount, NO, fromBundle);
rw->methods.attachLists(mlists, mcount);
free(mlists);
if (flush_caches && mcount > 0) flushCaches(cls);
rw->properties.attachLists(proplists, propcount);
free(proplists);
rw->protocols.attachLists(protolists, protocount);
free(protolists);
}
複製程式碼得到重新組合的陣列在呼叫
attachLists方法
void attachLists(List* const * addedLists, uint32_t addedCount) {
if (addedCount == 0) return;
if (hasArray()) {
// many lists -> many lists
uint32_t oldCount = array()->count;
uint32_t newCount = oldCount + addedCount;
//C 庫函式 void *realloc(void *ptr, size_t size) 嘗試重新調整之前呼叫 malloc 或 calloc 所分配的 ptr 所指向的記憶體塊的大小
setArray((array_t *)realloc(array(), array_t::byteSize(newCount)));
array()->count = newCount;
/*
1.memmove
函式原型：void *memmove(void *dest, const void *source, size_t count)
返回值說明：返回指向dest的void *指標
引數說明：dest,source分別為目標串和源串的首地址。count為要移動的字元的個數
函式說明：memmove用於從source拷貝count個字元到dest，如果目標區域和源區域有重疊的話，memmove能夠保證源串在被覆蓋之前將重疊區域的位元組拷貝到目標區域中。
2.memcpy
函式原型：void *memcpy(void *dest, const void *source, size_t count);
返回值說明：返回指向dest的void *指標
函式說明：memcpy功能和memmove相同，但是memcpy中dest和source中的區域不能重疊，否則會出現未知結果。
3.兩者區別
函式memcpy() 從source 指向的區域向dest指向的區域複製count個字元，如果兩陣列重疊，不定義該函式的行為。
而memmove(),如果兩函式重疊，賦值仍正確進行。
memcpy函式假設要複製的記憶體區域不存在重疊，如果你能確保你進行復制操作的的記憶體區域沒有任何重疊，可以直接用memcpy；
如果你不能保證是否有重疊，為了確保複製的正確性，你必須用memmove。
*/
/*
這樣就完成將category方法列表裡面的方法 加到 class的方法列表裡面而且是前面。等到我們再去呼叫class的方法時候，我們通過去遍歷class的方法列表去查到SEL，找到就會呼叫相應方法。由於category的方法在前面---導致所以會覆蓋宿主類本來的方法（這就是為什麼category方法的優先順序高於宿主類方法）
屬性和協議同理！！！！！！！！！！！
*/
//相當於給array()->lists 重新放在起始地址 = array()->lists的起始地址 + addedCount
memmove(array()->lists + addedCount, array()->lists,
oldCount * sizeof(array()->lists[0]));
//相當於給addedLists 這個category新陣列加到array()->的起始地址
memcpy(array()->lists, addedLists,
addedCount * sizeof(array()->lists[0]));
}
複製程式碼以上應該可以回答，之前提的所有問題。如有疑問，可以聯絡我。
筆者是一個剛入門iOSer
這次關於category的管中窺豹，一定有很多的不足，希望大家不吝賜教！
有任何問題可以留言，或者直接聯絡QQ：346658618
希望可以相互學習，一起進步！