iOS底层day4 - 探索Category的实现

什么是分类

把一个类拆分成多个模块，如需要把Person类分成A和B模块，则分为Person+A和Person+B模块，这就用到了分类，分类可以拓展类的属性、方法、协议等信息
如图:

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分类的底层结构

在objc-4的源码中，我们搜索category_t { 可以看到:

F8AADE08-7C7E-416D-8A96-69052AF1B324.png
category_t就是一个分类的结构体，而我们所创建的的一个分类其实就是一个category_t的结构体，category_t里面的结构跟类对象的结构很相似，包含了name(名称，类名)，instanceMethods（对象方法）、classMethods（类方法）、protocols（协议）、属性等。

在编译的时候，分类的属性、方法、协议等会先存储在这个结构体里面，在运行的时候，使用runtime动态的把分类里面的方法、属性、协议等添加到类对象(元类对象)中，具体源码我们可以查看:

ECCAE7AB-BD89-49AE-A9BB-1AD80EDDCD99.png
最终可以找到这个方法 attachCategories

static void 
attachCategories(Class cls, category_list *cats, bool flush_caches)
{
    if (!cats) return;
    if (PrintReplacedMethods) printReplacements(cls, cats);
// 判断是否元类
    bool isMeta = cls->isMetaClass();

    // fixme rearrange to remove these intermediate allocations
/* 方法数组[
 [method_t , method_t],
[method_t .....] 
]
*/
    method_list_t **mlists = (method_list_t **)
        malloc(cats->count * sizeof(*mlists));
/* 属性数组[
 [property_t , property_t],
[property_t .....] 
]
*/
    property_list_t **proplists = (property_list_t **)
        malloc(cats->count * sizeof(*proplists));
/* 协议数组[
 [peotocol_t , peotocol_t],
[peotocol_t .....] 
]
*/
    protocol_list_t **protolists = (protocol_list_t **)
        malloc(cats->count * sizeof(*protolists));

    // Count backwards through cats to get newest categories first
    int mcount = 0;
    int propcount = 0;
    int protocount = 0;
    int i = cats->count;
    bool fromBundle = NO;
    while (i--) {
        auto& entry = cats->list[I];

// 将所有分类的对象方法，附加到类对象列表中
        method_list_t *mlist = entry.cat->methodsForMeta(isMeta);
        if (mlist) {
            mlists[mcount++] = mlist;
            fromBundle |= entry.hi->isBundle();
        }

// 将所有分类的属性，附加到类属性列表中
        property_list_t *proplist = 
            entry.cat->propertiesForMeta(isMeta, entry.hi);
        if (proplist) {
            proplists[propcount++] = proplist;
        }

// 将所有分类的协议，附加到类协议列表中
        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);
}

这里，取出所有分类的方法、属性、协议，并将他们各自添加到一个二维数组里，最后再通过attachLists 将他们添加到类对象中。

Category和Class Extension 的区别

Class Extension :

@interface Person ()
@property (nonatomic,assign)int sex;
- (void)isBig;
@end

将属性、方法等封装在 .m文件里面，类似private(私有)的应用

这两者的区别:
Class Extension 在编译的时候，数据就已经包含类信息里了
Category是在运行时，通过runtime将数据合并到类信息中

+ Load 和 +initialize 方法的区别

Load：在runtime加载类、分类的时候根据函数地址直接调用，程序初始化就会调用，在Category中，先调用类的load(根据编译顺序)，再调用分类的load(根据编译顺序)
initialize：在类第一次接收到消息时调用，给类发送消息(objc_msgSend)才会调用，优先调用父类的initialize，再调用子类的initialize，且只会调用一次(父类的initialize可能会调用多次)

objc_msgSend() 方法实现

在objc4源码中搜索objc_msgSend(发现这个方法是由汇编实现的

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但是我们可以大概猜出他的实现思路:
一、由于initialize是第一次接受到消息调用，所以initialize的调用是在objc_msgSend方法里，所以他的调用顺序应该是在最前面，而且是只调用一次的判断
二、通过isa寻找类/元类对象，寻找方法调用
三、如果isa没有寻找到对应的方法，则通过superClass寻找父类是否有这个方法，调用