我們知道，分類無法添加成員變量，在分類中定義了屬性，系統沒有生成對應的成員變量，也沒有實現set和get方法。那我們如何實現為分類添加屬性呢？
通過runtime中提供的關聯對象相關API我們可以實現以上功能。
添加關聯對象
void objc_setAssociatedObject(id object, const void * key,
id value, objc_AssociationPolicy policy)
獲得關聯對象
id objc_getAssociatedObject(id object, const void * key)
移除所有的關聯對象
void objc_removeAssociatedObjects(id object)
關聯API對象參數說明：
參數一：id object : 給哪個對象添加屬性。
參數二：const void * key: 關聯對象中屬性值存取過程中對應唯一標識，根據key來設置和取值。
參數三：id value : 關聯的值，也就是set方法傳入的值給屬性去保存。
參數四：objc_AssociationPolicy policy : 策略，屬性以什么形式保存。
typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy) {
OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0, // 指定一個弱引用相關聯的對象
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, // 指定相關對象的強引用，非原子性
OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3, // 指定相關的對象被復制，非原子性
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401, // 指定相關對象的強引用，原子性
OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403 // 指定相關的對象被復制，原子性
};
提供一個實例，給大家看看關聯對象的基本使用。
定義Person類，以及Person+Test分類，在Person+Test中定義name ,weight屬性，然后通過關聯對象實現set和get方法，看外部能不能正常使用？
@interface Person : NSObject
@end
@implementation Person
@end
@interface Person (Test)
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, assign) int weight;
@end
@implementation Person (Test)
/*
給key設值有三種比較好的的方法
因為key值類型為const void *，任何類型的值，其實就是給一個唯一的標識
1.我們針對每個屬性，定義一個全局的key名，然后取其地址，著一定是唯一的
加上static，只在文件內部有效
static const void *NameKey = &NameKey;
static const void *WeightKey = &WeightKey;
2.針對每個屬性，因為類中的屬性名是唯一的，直接拿屬性名作為key
#define NameKey = @"name";
#define WeightKey = @"weight";
3.使用@seletor作為key
直接用屬性名對應的get方法的selector，有提示不容易寫錯
并且get方法隱藏參數_cmd可以直接用，看上去就會更加簡潔
以下實例代碼就是用的第三種方式
*/
- (void)setName:(NSString *)name{
//通過一個key給對象關聯一個值
objc_setAssociatedObject(self, @selector(name), name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}
- (NSString *)name{
//通過一個key，取出對象所關聯的值
//隱式參數 _cmd = @selector(name)
return objc_getAssociatedObject(self, _cmd);
}
- (void)setWeight:(int)weight{
objc_setAssociatedObject(self, @selector(weight), @(weight), OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}
- (int)weight{
return [objc_getAssociatedObject(self, _cmd) intValue];
}
@end
外部調用
Person *person = [[Person alloc] init];
person.name = @"jack";
person.weight = 20;
NSLog(@"name:%@ weight:%d",person.name,person.weight);
打印結果
2019-07-15 17:52:27.471526+0800 給分類添加屬性-關聯對象[19511:8022622] name:jack weight:20
通過以上實例可以看出通過關聯對象是可以成功為分類添加屬性的。
那么使用關聯對象是將屬性添加到原有類的內存中，還是另外通過其他方式保存呢？如果通過其他方式，又是如何保存，如何銷毀的呢？
關聯對象原理
實現關聯對象的核心對象有
- AssociationsManager
- AssociationsHashMap
- ObjectAssociationMap
- ObjcAssociation
其中Map就相當于我們平時使用的字典，也是key-value存取值。
我們通過runtime源碼來分析底層原理，來到objc-references.mm，搜索objc_setAssociatedObject，objc_getAssociatedObject，objc_removeAssociatedObjects，分別來看看設置，取值，移除所有關聯對象的底層邏輯。
/**********************************************************************
* Associative Reference Support
**********************************************************************/
id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key) {
return _object_get_associative_reference(object, (void *)key);
}
void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy) {
_object_set_associative_reference(object, (void *)key, value, policy);
}
void objc_removeAssociatedObjects(id object)
{
if (object && object->hasAssociatedObjects()) {
_object_remove_assocations(object);
}
}
_object_set_associative_reference函數
_object_set_associative_reference函數內部我們可以找到上面說過的實現關聯對象技術的核心對象。接下來我們來AssociationManager、AssociationsHashMap、ObjectAssociationMap、ObjcAssociation之間的關系。
AssociationManager
AssociationsHashMap、ObjectAssociationMap、ObjcAssociation
通過AssociationsHashMap內部源碼我們發現AssociationsHashMap繼承自unordered_map首先來看一下unordered_map內的源碼
從unordered_map源碼中可以看出前兩個參數_key,_tp對應的就是map中的key和value，參照傳入參數，_key對應的值就是disguised_ptr_t，_Tp 對應的值就是ObjectAssociationMap *。
接著我們查看ObjectAssociationMap，繼承至map，和unordered_map類似，同樣以key,value方式存儲著ObjectAssociation。_key對應著void *,_Tp 對應著ObjectAssociation。
再接著來查看ObjcAssociation。
我們發現ObjcAssociation存儲著_policy、_value，而這兩個值我們可以發現正是我們調用objc_setAssociatedObject函數傳入的值，也就是說我們在調用objc_setAssociatedObject函數中傳入的value和policy這兩個值最終是存儲在ObjcAssociation中的。
現在我們已經對AssociationsManager、 AssociationsHashMap、 ObjectAssociationMap、ObjcAssociation四個對象之間的關系有了簡單的認識，那么接下來我們來細讀源碼。
最后通過一張圖整理其中關系，這樣就看的更加清晰明了。
關聯對象并不是存儲在關聯對象本身內存中
關聯對象存儲在全局的一個AssociationsManager中
設置關聯對象為nil，就相當于移除了關聯對象
_object_get_associative_reference函數
_object_remove_assocations函數
結合以上總結的關聯對象原理圖，就能很好理解_object_get_associative_reference和_object_remove_assocations的邏輯。
總結：
關聯對象并不是存儲在關聯對象本身內存中
關聯對象存儲在全局的一個AssociationsManager中
設置關聯對象為nil，就相當于移除了關聯對象
