Category 实现原理

Category的原理

• Category编译之后的底层结构是struct category_t，里面存储着分类的对象方法、类方法、属性、协议信息；
• 在程序运行的时候，runtime会将Category的数据，合并到类信息中（类对象、元类对象中)。

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无论你创建了多少个分类，分类中有多少对象方法或类方法,程序运行时, 通过runtime动态将分类：

• 对象方法都统一合并到类中；
• 类方法都统一合并到元类中。

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Category的底层结构：

1、当程序编译的时候，Category都会变成如下结构体：

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;
};

• 文件目录下，终端执行xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc OC源文件 -o 输出的CPP文件

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2、源码

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;
    // Fields below this point are not always present on disk.
    struct property_list_t *_classProperties;

    method_list_t *methodsForMeta(bool isMeta) {
        if (isMeta) return classMethods;
        else return instanceMethods;
    }

    property_list_t *propertiesForMeta(bool isMeta, struct header_info *hi);
};

• https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/

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Category的加载处理过程：

1. 通过Runtime加载某个类的所有Category数据;

2. 把所有Category的方法、属性、协议数据，合并到一个大数组中,（后面参与编译的Category数据，会在数组的前面)。

3. 将合并后的分类数据（方法、属性、协议），插入到类原来数据的前面。

所以，如果Category中重写了类中的方法，那该方法的调用顺序 ？

• 只调用分类中重写了的方法。
• 且众多分类中，只会调用最后编译(编译顺序，Xcode: Build Phases --> Compile Sources)的分类中的方法。

原理：

• 方法的实现是消息发送机制，objc_msgSend([Object Class], @selector(test));
• 以类方法为例，消息发送机制是通过isa找到元类对象，在元类对象的类方法列表中（包含了分类方法的列表）按顺序遍历查找方法，顺序就是：
  1.Category数据在插到类的前面；
  2.Category谁最后编译，谁在前。

⚠️：分类和类中的+load方法都会调用

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Category(分类)和Extension（类扩展）的区别：

• 类扩展里的内容是编译的时候，就已经合并到类中去了；
• 而分类里的内容是程序运行时，通过Runtime将内容合并到类中。

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Category可以添加成员变量吗 ？

• 不可以；
• 因为分类的底层结构中，没有用来存放成员变量的list。
• 如果给分类添加属性，只会生成声明，set和get方法不会实现。

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如何实现给分类添加"成员变量"？