如何在 Category 如何調用本類方法
實際上，如果一個類的分類重寫了這個類的方法后，那么這個類的這個方法將失效，起作用的將會是分類的那個重寫方法，在分類重寫的時候 Xcode 也會給出相應警告。
Category is implementing a method which will also be implemented by its primary class
ViewController
@interface ViewController : UIViewController
- (void)test;
@end
@implementation ViewController
- (void)test {
NSLog(@"ViewController");
}
ViewController + GetSelf
@interface ViewController (GetSelf)
- (void)test;
@end
@implementation ViewController (GetSelf)
- (void)test {
NSLog(@"ViewController category (GetSelf)");
}
@end
輸出結果：
2019-02-17 22:37:12.972196+0800 CategoryDemo[10142:78261] ViewController category (GetSelf)
實際上，Category 并沒有覆蓋主類的同名方法，只是 Category 的方法排在方法列表前面，而主類的方法被移到了方法列表的后面。
于是，我們可以在 Category 方法里，利用 Runtime 提供的 API，從方法列表里拿回原方法，從而調用。示例：
@interface ViewController (GetSelf)
- (void)test;
@end
@implementation ViewController (GetSelf)
- (void)test {
NSLog(@"ViewController category (GetSelf)");
[[CategoryManager shared] invokeOriginalMethod:self selector:_cmd];
}
@end
@interface CategoryManager : NSObject
+ (instancetype)shared;
- (void)invokeOriginalMethod:(id)target selector:(SEL)selector;
@end
@implementation CategoryManager
+ (instancetype)shared {
static CategoryManager *shareManager = nil;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
shareManager = [[CategoryManager alloc] init];
});
return shareManager;
}
- (void)invokeOriginalMethod:(id)target selector:(SEL)selector {
// Get the class method list
uint count;
Method *methodList = class_copyMethodList([target class], &count);
// Print to console
for (int i = 0; i < count; i++) {
Method method = methodList[i];
NSLog(@"Category catch selector : %d %@", i, NSStringFromSelector(method_getName(method)));
}
// Call original method . Note here take the last same name method as the original method
for (int i = count - 1 ; i >= 0; i--) {
Method method = methodList[i];
SEL name = method_getName(method);
IMP implementation = method_getImplementation(method);
if (name == selector) {
// id (*IMP)(id, SEL, ...)
((void (*)(id, SEL))implementation)(target, name);
break;
}
}
free(methodList);
}
@end
遍歷 ViewController 類的方法列表，列表里最后一個同名的方法，便是原方法。
原理【load 和 Initialize 加載過程】
Category 中不能動態添加成員變量？
解答：
很多人在面試的時候都會被問到 Category，既然允許用 Category 給類增加方法和屬性，那為什么不允許增加成員變量？
打開 objc 源代碼，在objc-runtime-new.h中我們可以發現：
struct category_t {
const char *name;
classref_t cls;
struct method_list_t *instanceMethods;
struct method_list_t *classMethods;
struct protocol_list_t *protocols;
struct property_list_t *instanceProperties;
method_list_t *methodsForMeta(bool isMeta) {
if (isMeta) return classMethods;
else return instanceMethods;
}
property_list_t *propertiesForMeta(bool isMeta) {
if (isMeta) return nil; // classProperties;
else return instanceProperties;
}
};
注意：
-
name：是指class_name而不是category_name。 -
cls：要擴展的類對象，編譯期間是不會定義的，而是在運行時通過 *name對應到對應的類對象。 -
instanceMethods：category 中所有給類添加的實例方法的列表。 -
classMethods：category 中所有添加的類方法的列表。 -
protocols：category 實現的所有協議的列表。 -
instanceProperties：category 中添加的所有屬性。
從 category 的定義也可以看出 category 可以添加實例方法，類方法，甚至可以實現協議，添加屬性，無法添加實例變量。
另外在 Objective-C 提供的 runtime 函數中，確實有一個 class_addIvar() 函數用于給類添加成員變量，但是閱讀過蘋果的官方文檔的人應該會看到：
This function may only be called after objc_allocateClassPair and before objc_registerClassPair. Adding an instance variable to an existing class is not supported.
大概的意思說，這個函數只能在“構建一個類的過程中”調用。當編譯類的時候，編譯器生成了一個實例變量內存布局 ivar layout，來告訴運行時去那里訪問類的實例變量們，一旦完成類定義，就不能再添加成員變量了。經過編譯的類在程序啟動后就被 runtime 加載，沒有機會調用 addIvar。程序在運行時動態構建的類需要在調用 objc_registerClassPair 之后才可以被使用，同樣沒有機會再添加成員變量。
從運行結果中看出，你不能為一個類動態的添加成員變量，可以給類動態增加方法和屬性。
因為方法和屬性并不“屬于”類實例，而成員變量“屬于”類實例。我們所說的“類實例”概念，指的是一塊內存區域，包含了 isa 指針和所有的成員變量。所以假如允許動態修改類成員變量布局，已經創建出的類實例就不符合類定義了，變成了無效對象。但方法定義是在 objc_class 中管理的，不管如何增刪類方法，都不影響類實例的內存布局，已經創建出的類實例仍然可正常使用。
同理：
某一個類的分類是在 runTime 時，被動態的添加到類的結構中。
想了解分類是如何加載的請看 iOS RunTime之六：Category
Category 中動態添加的屬性
我們知道在 Category 里面是無法為 Category 添加實例變量的。但是我們很多時候需要在 Category 中添加和對象關聯的值，這個時候可以求助關聯對象來實現。
@interface ViewController (Attribute)
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@end
static char *attributeNameKey;
@implementation ViewController (Attribute)
- (void)setName:(NSString *)name {
objc_setAssociatedObject(self, &attributeNameKey, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
}
- (NSString *)name {
return objc_getAssociatedObject(self, &attributeNameKey);
}
@end
可以借助關聯對象來為一個類動態添加屬性，但是關聯對象又是存在什么地方呢？ 如何存儲？ 對象銷毀時候如何處理關聯對象呢？
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);
}
可以看到所有的關聯對象都由 AssociationsManager 管理，而 AssociationsManager 定義如下：
class AssociationsManager {
// associative references: object pointer -> PtrPtrHashMap.
static AssociationsHashMap *_map;
public:
AssociationsManager() { AssociationsManagerLock.lock(); }
~AssociationsManager() { AssociationsManagerLock.unlock(); }
AssociationsHashMap &associations() {
if (_map == NULL)
_map = new AssociationsHashMap();
return *_map;
}
};
AssociationsManager 里面是由一個靜態 AssociationsHashMap 來存儲所有的關聯對象的。這相當于把所有對象的關聯對象都存在一個全局 map 里面。而 map 的 key 是這個對象的指針地址（任意兩個不同對象的指針地址一定是不同的），而這個 map 的 value 又是另外一個 AssociationsHashMap，里面保存了關聯對象的 kv 對。
void *objc_destructInstance(id obj)
{
if (obj) {
// Read all of the flags at once for performance.
bool cxx = obj->hasCxxDtor();
bool assoc = obj->hasAssociatedObjects();
// This order is important.
if (cxx) object_cxxDestruct(obj);
if (assoc) _object_remove_assocations(obj);
obj->clearDeallocating();
}
return obj;
}
runtime 的銷毀對象函數 objc_destructInstance 里面會判斷這個對象有沒有關聯對象，如果有，會調用 _object_remove_assocations 做關聯對象的清理工作。
Category 和 Extension 的區別
-
Extension在編譯期決議，它就是類的一部分，在編譯期和頭文件里的@interface以及實現文件里的@implement一起形成一個完整的類，它伴隨類的產生而產生，亦隨之一起消亡。Extension一般用來隱藏類的私有信息，你必須有一個類才能為這個類添加Extension，所以你無法為系統的類比如NSString添加Extension。 -
Category則完全不一樣，它是在運行期決議的。 -
Extension可以添加成員變量，而Category一般不可以。
總之，就 Category 和 Extension 的區別來看，Extension 可以添加成員變量，而 Category 是無法添加成員變量的。因為 Category 在運行期，對象的內存布局已經確定，如果添加實例變量就會破壞類的內部布局。
如果有覺得上述我講的不對的地方歡迎指出，大家多多交流溝通。
