ios Category

Category简介

category是Objective-C 2.0之后添加的语言特性，category的主要作用是为已经存在的类添加方法。除此之外，apple还推荐了category的另外两个使用场景1

• 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。
• 声明私有方法

category的其他几个使用场景：

• 模拟多继承
• 把framework的私有方法公开

Category真面目

typedef struct category_t {
        const char *name;//类的名字 主类名字
        classref_t cls;//类
        struct method_list_t *instanceMethods;//实例方法的列表
        struct method_list_t *classMethods;//类方法的列表
        struct protocol_list_t *protocols;//所有协议的列表
        struct property_list_t *instanceProperties;//添加的所有属性
    } category_t;

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

过程：
1.在编译时期，会将分类中实现的方法生成一个结构体 method_list_t 、将声明的属性生成一个结构体 property_list_t ，然后通过这些结构体生成一个结构体 category_t 。
2.在运行时期，Runtime 会拿到编译时期我们保存下来的结构体 category_t
3.然后将结构体 category_t 中的实例方法列表、协议列表、属性列表添加到主类中
4.将结构体 category_t 中的类方法列表、协议列表添加到主类的 metaClass 中

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。

Category 为什么不能添加实例变量

通过结构体 category_t ，我们就可以知道，在 Category 中我们可以增加实例方法、类方法、协议、属性。这里没有 objc_ivar_list 结构体，代表我们不可以在分类中添加实例变量。
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，这个就是 Category 中不能添加实例变量的根本原因。

为什么使用Runtime又可以添加属性？

使用Runtime技术中的关联对象可以为类别添加属性。
先看AssociationsManager代码如下：

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;
        }
    };

其原因是：关联对象都由AssociationsManager管理，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，而这个map的value又是另外一个AssociationsHashMap，里面保存了关联对象的key/value对。

Category中有load方法吗？load方法是什么时候调用的？load 方法能继承吗？
Category中有load方法，load方法在程序启动装载类信息的时候就会调用。load方法可以继承。调用子类的load方法之前，会先调用父类的load方法

void call_load_methods(void) {
    // 是否已经录入
    static bool loading = NO;
    // 是否有关联的 Category
    bool more_categories;
    loadMethodLock.assertLocked();
    // 由于 loading 是全局静态布尔量，如果已经录入方法则直接退出
    if (loading) return;
    loading = YES;
    // 声明一个 autoreleasePool 对象
    // 使用 push 操作其目的是为了创建一个新的 autoreleasePool 对象
    void *pool = objc_autoreleasePoolPush();
    do {
        // 重复调用 load 方法，直到没有
        while (loadable_classes_used > 0) {
            call_class_loads();    // 首先调用类的load方法
        }
        // 调用 Category 中的 load 方法
        more_categories = call_category_loads();
        // 继续调用，直到所有 Class 全部完成
    } while (loadable_classes_used > 0  ||  more_categories);
    // 将创建的 autoreleasePool 对象释放
    objc_autoreleasePoolPop(pool);
    // 更改全局标记，表示已经录入
    loading = NO;
}