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iOS底层第七天 -- 分类Category之关联

iOS底层第七天 -- 分类Category之关联

作者: 三月木头 | 来源:发表于2020-04-02 23:24 被阅读0次

    引导语:
    我们能否给分类添加属性呢?
    想要回答这个问题,我们先了解一下,声明属性时候系统都具体做了什么?


    Q:类声明属性时候,系统都具体做了什么?
    整个属性的生成过程在runtime中分为以下几步:

    1. 创建该属性,设置其objc_ivar,通过偏移量和内存占用就可以方便获取。
    2. 生成其getter和setter。
    3. 将属性的ivar添加到类的ivar_list中,作为类的成员变量存在。
    4. 将getter和setter加入类的method_list中。之后可以通过直接调用或者点语法来使用。
    5. 将属性的描述添加到类的属性描述列表中。

    Q:分类声明属性,系统都做了什么?
    分类声明属性,系统只生成setter和getter方法的声明,但是成员变量、setter和getter方法的实现均没有。

    我们如何给分类添加属性呢?
    我们研究如何给分类添加成员属性的时候,由分类结构体内数据结构发现,成员属性无法存在,但是set、get方法我们可以手动添加进去。
    通过研究需求我发现:我们需要的是一种数据结构,这种结构能保存对应变化的属性值,同时需要保证有个唯一的key值能取出这个属性值。 字典结构可以满足*,我们将对象instance的地址作为key,变化属性值作为value。

    Q:为什么不能用字典为分类增加实例变量

    • 字典为分类增加实例变量存在全局变量中,内存泄漏
    • 多线程访问会存在同时访问变量的情况,还得加锁处理
    • 每增加一个变量,字典、setter、getter方法就得重新编写

    小知识点:A文件中定义某个成员int abc;,我们可以在项目其他地方通过 extern int abc; abc = 10;进行更改。如果我们只允许abc在A文件执行,则需要修改此属性staic int abc;

    Q:如何给分类关联对象?

    • 添加关联对象

    void objc_setAssociatedObject(id object, const void * key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
    // object:当前对象
    // key:标记key.这里传入的const void *代表传入&地址
    //value :关联属性值
    //objc_AssociationPolicy:关联对象策略

    • 获得关联对象
      id objc_getAssociatedObject(id object, const void * key)

    • 移除所有的关联对象
      void objc_removeAssociatedObjects(id object)

    关联对象策略

    关联对象策略.png

    保证关联对象key唯一的其他方法

    static void *MyKey = &MyKey;
    objc_setAssociatedObject(obj, MyKey, value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
    objc_getAssociatedObject(obj, MyKey)
    
    //static char MyKey;
    objc_setAssociatedObject(obj, &MyKey, value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
    objc_getAssociatedObject(obj, &MyKey)
    
    //使用属性名作为key
    //直接使用的@"name"类似的变量是存在常量区的,所以地址会相同
    objc_setAssociatedObject(obj, @"property", value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    objc_getAssociatedObject(obj, @"property");
    
    //使用get方法的@selecor作为key
    objc_setAssociatedObject(obj, @selector(getter), value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
    objc_getAssociatedObject(obj, @selector(getter))
    objc_getAssociatedObject(self, _cmd);
    //_cmd:表示当前方法的selector方法
    

    Q:关联对象的原理
    实现关联对象技术的核心对象有

    • AssociationsManager
    • AssociationsHashMap
    • ObjectAssociationMap
    • ObjcAssociation

    objc4源码解读:objc-references.mm

    
    
    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);
                    object->setHasAssociatedObjects();
                }
            } 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);
    }
    

    核心对象内部:

    //AssociationsManager内包含AssociationsHashMap
    class AssociationsManager {
        static AssociationsHashMap *_map;
    }
    //AssociationsHashMap内包含ObjectAssociationMap
    class AssociationsHashMap : public unordered_map<disguised_ptr_t, ObjectAssociationMap *, DisguisedPointerHash, DisguisedPointerEqual, AssociationsHashMapAllocator> 
    //ObjectAssociationMap内包含ObjcAssociation
    class ObjectAssociationMap : public std::map<void *, ObjcAssociation, ObjectPointerLess, ObjectAssociationMapAllocator>
    
    //ObjcAssociation 内包含策略和属性值
    class ObjcAssociation {
            uintptr_t _policy;
            id _value;
    }
    
    关联对象的原理.png

    Q:关联对象是否储存在类对象内存中?
    A:不是的

    • 关联对象并不是存储在被关联对象本身内存中
    • 关联对象存储在全局的统一的一个AssociationsManager,AssociationsHashMap中

    Q:设置关联对象为nil,会发生什么?
    A:相当于是移除关联对象,内部会有一个erase操作

    Q:如何移除所有关联对象?
    移除所有的关联对象
    void objc_removeAssociatedObjects(id object)

    Q:如果类对象销毁,分类的关联对象会移除么?
    A:会的


    6.category 分类能否添加成员变量?如果可以,如何给category添加成员变量?

    • 不能直接给Category添加成员变量,但是可以间接实现Category有成员变量的效果
    • 默认情况下,因为分类底层结构的限制,不能添加成员变量到分类中。但可以通过关联对象来间接实现

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