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Category实现原理探秘

Category实现原理探秘

作者: 天津的树懒 | 来源:发表于2020-02-25 18:17 被阅读0次

对于Category,相信大家都有使用过,用它来给原类添加方法,从而实现某些需求。但是对于它的实现原理可能多数的开发者都不太清楚,下面就详细叙述一下Category的实现原理。

从Runtime的源码看,分类的实现原理分为以下的三个步骤:

  1. 程序编译时:在终端中输入命令行语句,把分类文件编译为.cpp文件可知,可以看到分类会在程序编译结束的时候变为以下的数据结构(分类的底层结构):
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;
 };

其中分类中的实例方法会存储到上面的结构体中的"const struct _method_list_t *instance_methods"中,类方法会存储到上面的构体中的"const struct _method_list_t *class_methods"中,如果分类中有协议的话,会存储到上面的结构体中的"const struct _protocol_list_t *protocols"中,如果分类中写了属性的话,会存储到上面的结构体中的"const struct _prop_list_t *properties"中;

  1. 程序运行时:然后在程序运行的时候会利用Runtime运行时机制,把上述结构体中存储的分类中的实例方法合并到原类的class对象中去,把上述结构体中存储的分类的类方法合并到原类的meta-class对象中去。所以说分类是Runtime运行时机制的又一重大的应用;
    3、原类的实例对象调用分类中的实例方法时:当原类的instance对象调用分类中的实例方法"[person eat];"的时候,系统首先会根据原类的instance对象里面的isa指针找到原类的class对象,然后在这个class对象里面的实例方法列表中查找那个分类的实例方法"eat",根据上面2所述,在程序运行的时候,Runtime运行时机制会把分类中的实例方法合并到原类的class对象里面,所以系统在原类的class对象里面能够查找到这个分类的实例方法,然后再进行调用,整个调用过程结束;
    4、原类的类对象调用分类中的类方法时:当原类的class对象调用分类中的类方法"[ZPPerson classMethod];"的时候,系统首先会根据原类的class对象中的isa指针找到它的meta-class对象,然后在这个meta-class对象中的类方法列表中查找那个分类的类方法"classMethod",根据上面2所述,在程序运行的时候,Runtime运行时机制会把分类中的类方法合并到原类的meta-class对象里面,所以系统在原类的meta-class对象里面能够查找到这个分类的类方法,然后再进行调用,整个调用过程结束。

以上就是分类的实现原理。

备注:不存在分类的class对象,也不存在分类的meta-class对象。类的class对象和meta-class对象各只有唯一的一份。

原类和分类中方法的调用顺序:

  1. 当原类只有一个分类,并且原类和分类中都有相同名称的实例方法或者类方法的时候,不管原类和分类的编译顺序,当原类的实例对象调用实例方法的时候,只会执行分类中的实例方法,然后整个调用过程结束。当原类的class对象调用类方法的时候,只会执行分类中的类方法,然后整个调用过程结束;
  2. 当一个原类有多个分类的时候,并且原类和这些分类中都有相同名称的实例方法或者类方法的时候,当原类的实例对象调用实例方法的时候或者当原类的class对象调用类方法的时候,系统的调用顺序符合下面的两个原则:
    • 不管原类是先编译的还是后编译的,永远只执行分类中的实例方法或者类方法,然后整个调用过程结束;
    • 系统总是只执行后编译的分类里面的实例方法或者类方法,然后整个调用过程结束。

从上面可以看出,分类里面的方法会覆盖原类里面的方法。

分类和类拓展的区别:

分类是在程序运行的时候才会把相应的东西合并到原类的class对象中去的,而类扩展是在程序编译的时候就会把相应的东西合并到原类的class对象中去的。

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