iOS-OC基础知识点扩展

作者: 木子奕 | 来源:发表于2019-01-20 23:46 被阅读95次

    Objective-C语言特性.png
    1. 请简述分类实现原理

    2. KVO的实现原理是怎样的

    3. 能否为分类添加成员变量


    目录

    • 分类 & 关联对象 & 扩展 & 代理

    • 通知

    • KVO

    • KVC

    • 属性关键字


    分类

    你用分类都做了哪些事 ?

    • 声明私有方法

    • 分解体积庞大的类文件

    • 把 Framework 的私有方法公开

    特点

    讲特点是为了能更好的和扩展区分开来

    • 运行时决议 --- 比如一个数组类,在编好分类文件之后,并没有把分类当中对应添加的内容附加到相应的数组类,而是在运行时通过 runtime 真实的添加到数组类中

    • 可以为系统类添加分类

    分类中都可以添加哪些内容

    • 实例方法

    • 类方法

    • 协议

    • 属性(不是添加实例变量,实例变量需要通过关联对象添加) 看一下分类的成员结构

    typedef struct category_t {
            const char *name; 
            classref_t cls; struct method_list_t *instanceMethods; //实例方法列表    
            struct method_list_t *classMethods; struct protocol_list_t *protocols; 
            struct property_list_t *instanceProperties;} category_t;
    }
    

    添加分类runtime源码解读

    static void 
    attachCategories(Class cls, category_list *cats, bool flush_caches)
    {
        if (!cats) return;
        if (PrintReplacedMethods) printReplacements(cls, cats);
    
        bool isMeta = cls->isMetaClass();
    
        // fixme rearrange to remove these intermediate allocations
        method_list_t **mlists = (method_list_t **)
            malloc(cats->count * sizeof(*mlists));
        property_list_t **proplists = (property_list_t **)
            malloc(cats->count * sizeof(*proplists));
        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; //宿主类分类的总数
        bool fromBundle = NO;
        while (i--) { //这里是倒序遍历,最先访问最后编译的分类 ,所以 最后编译的最终生效
            auto& entry = cats->list[I];
        
            //获取分类的方法列表
            method_list_t *mlist = entry.cat->methodsForMeta(isMeta);
            if (mlist) {
            //最后编译的分类最先添加到分类数组中
                mlists[mcount++] = mlist;
                fromBundle |= entry.hi->isBundle();
            }
        
        //属性列表添加规则, 同方法列表添加规则
            property_list_t *proplist = entry.cat->propertiesForMeta(isMeta);
            if (proplist) {
                proplists[propcount++] = proplist;
            }
            //协议列表添加规则 ,
            protocol_list_t *protolist = entry.cat->protocols;
            if (protolist) {
                protolists[protocount++] = protolist;
            }
        }
        //获取宿主类当中的rw数据,其中包含宿主类的方法列表信息
        auto rw = cls->data();
    
    // 主要是针对 分类中有关于内存管理相关方法情况下的一些特殊处理
        prepareMethodLists(cls, mlists, mcount, NO, fromBundle);
        rw->methods.attachLists(mlists, mcount);
        free(mlists);
        if (flush_caches  &&  mcount > 0) flushCaches(cls);
        /*  
        rw 代表类
        methhod 代表类的方法列表
        attachLists 方法的含义是 将含有mcount个元素的mlists拼接到rw的methods上 
        */
    
        rw->properties.attachLists(proplists, propcount);
        free(proplists);
    
        rw->protocols.attachLists(protolists, protocount);
        free(protolists);
    }
    

    为原类添加分类列表runtime源码解读

    //addedLists 传递过来的二维数组
    
    [[method_t,method_t,...][method_t,][method_t,......]] 假设这个是 addedLists 的数组, addedCount = 3;
    
     void attachLists(List* const * addedLists, uint32_t addedCount) {
            if (addedCount == 0) return;
    
            if (hasArray()) {
            //列表中原有元素总数  oldCount = 2
                // many lists -> many lists
                uint32_t oldCount = array()->count;
                
                //拼接之后的元素总和
                uint32_t newCount = oldCount + addedCount;
                //根据新总数重新分配内存
                setArray((array_t *)realloc(array(), array_t::byteSize(newCount)));
                //重新设置元素总和
                array()->count = newCount;
                memmove(array()->lists + addedCount, array()->lists, 
                        oldCount * sizeof(array()->lists[0]));
                        /*
                        内存拷贝
                        [
                            A --> [addedList中的第一个元素]
                            B --> [addedList中的第二个元素]
                            C --> [addedList中的第三个元素]
                            [原有的第一个元素]
                            [原有的第二个元素]
                        
                        ]
                        这就是分类方法 会覆盖 宿主类的方法的原因
                        */
                memcpy(array()->lists, addedLists, 
                       addedCount * sizeof(array()->lists[0]));
            }
            else if (!list  &&  addedCount == 1) {
                // 0 lists -> 1 list
                list = addedLists[0];
            } 
            else {
                // 1 list -> many lists
                List* oldList = list;
                uint32_t oldCount = oldList ? 1 : 0;
                uint32_t newCount = oldCount + addedCount;
                setArray((array_t *)malloc(array_t::byteSize(newCount)));
                array()->count = newCount;
                if (oldList) array()->lists[addedCount] = oldList;
                memcpy(array()->lists, addedLists, 
                       addedCount * sizeof(array()->lists[0]));
            }
        }
    

    分类的实现机制

    同一个类有多个分类,每个分类有一个同名方法,哪一个方法会生效? 最后编译的分类当中的方法会最终生效

    具体可以理解下objc-runtime-new.mm,做了些注释拆解.

    • 分类添加的方法可以覆盖原类方法

    • 同名分类方法谁能生效取决于编译顺序

    • 名字相同的分类会引起编译报错


    关联对象

    先看一下常用的俩个方法

    id objc_getAssociatedObject(id object , const void *key)
    ​
    void objc_setAssociatedObject(id object,const void *key,id value, objc_AssociationPolicy policy)
    ​
    void objc_removeAssociatedObject(id object)
    

    关联对象所添加的成员变量被添加到了哪里?

    • 关联对象由 AssociationsManager 管理并在 AssociationsHashMap存储。

    • 所有的对象的关联内容都在同一个全局容器中

    关联对象的本质

    image.png
    image.png

    扩展相关问题

    一般用扩展做什么

    • 声明私有属性

    • 声明私有方法

    • 声明私有成员变量

    扩展的特点 (和分类的区别)

    • 编译时决议

    • 只以声明的形式存在,多数情况下寄生于宿主类的.m中

    • 不能为系统类添加扩展


    代理

    • 准确的说是一种软件设计模式

    • iOS当中以@protocol形式提现

    • 传递方式一对一

    代理的实现流程

    904629-b03dd82d7806740f.png
    • 一般声明为weak以规避循环引用

    通知

    • 是使用观察者模式来实现用于跨层传递消息的机制

    • 传递方式为一对多

    通知的实现流程


    image.png

    KVO

    使用 isa-swizzling 来实现KVO

    看下图,KVO的实现机制

    904629-25abf5f32d8987d8.png

    当调用了 addObserver:forkeypath 方法之后,系统会动态创建 NSKVONorifying_A 类,同时将A的isa指针指向NSKVONorifying_A。

    代码验证一下KVO_Test

    904629-254d873ac084140a.png

    对应断点处可以看到类的变化

    子类重写的set方法

    image.png

    *使用setter属性和KVC赋值会触发KVO
    *使用成员变量直接赋值不会触发KVO 但可以手动添加一下代码触发

    - (void)increase
    {
        //直接为成员变量赋值
        [self willChangeValueForKey:@"value"];
        _value += 1;
        [self didChangeValueForKey:@"value"];
    }
    

    KVC

    主要有这俩个方法

    -(id)valueForKey:(NSString *)key
    -(void)setValue:(id)value forked:(NSString *)key;
    

    通过一副流程图看一下 valueForKey 的实现逻辑

    904629-13fdfd0e733ebbaf.png

    首先系统会判断访问的key是否有对应的getter方法,存在就直接进行调用,不存在就判断实例变量是否存在,通过accessInstanceVariablesDirectly 来判断 ,默认是YES。 如果不存在,会调用 UndefinedKey ,抛出异常.

    setValue:(id)value forked:的实现逻辑
    image.png

    KVC 和 KVO

    KVC,即是指NSKeyValueCoding,一个非正式的Protocol,提供一种机制来间接访问对象的属性。KVO 就是基于 KVC 实现的关键技术之一。

    一个对象拥有某些属性。比如说,一个 Person 对象有一个 name 和一个 address 属性。以 KVC 说法,Person 对象分别有一个value 对应他的 name 和 address 的 key。 key 只是一个字符串,它对应的值可以是任意类型的对象。从最基础的层次上看,KVC有两个方法:一个是设置 key 的值,另一个是获取 key 的值


    属性关键字

    读写权限

    • readonly

    • readwrite

    原子性

    • atomic只对对象属性值的获取保证安全,不对属性的使用保证安全

    • nonatomic

    引用计数

    • retail/strong

    • assign 修饰基本数据类型,如 int ,BOOL 等 修饰对象类型时,不改变其引用计数

    • weak 不改变被修饰对象的引用计数 所指对象在被释放之后会自动置为nil 那么问题来了,weak对象修饰的对象为什么在被释放之后会置为nil?

    • copy 浅拷贝和深拷贝的概念

    904629-d6c822ff28c62bfa.png 904629-5569a78594da0f9f.png

    看一下他倆的区分

    904629-55c203c34876cb6f.png

    总结下来三点

    • 可变对象的 copy 和mutableCopy都是深拷贝

    • 不可变对象的copy是浅拷贝,mutableCopy是深拷贝

    • copy方法返回的都是不可变对象

      提问, 这样写有什么问题 ?@property(copy)NSMutableArray *array?

    无论复制过来的是可变还是不可变对象,都是NSArray,当调用方调用 Array 的添加对象和移除对象等操作,对于不可变 Array 就会产生程序异常


    总结

    1.分类的实现原理 由运行时来决议的,不同分类当中含有同名分类方法,谁最终生效取决于谁最终参与编译。 假如分类当中添加的方法恰好是数组当中的某一个方法的时候,分类方法会覆盖同名数组类方法

    2.KVO的实现原理 运用了isa混写技术来为某一个类动态生成了一个子类,然后重写子类的setter方法,用isa指针指向子类

    3.怎么为分类添加成员变量 关联对象

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