iOS OC 底层原理之 category、load、initialize

category

底层结构

本质是结构体。

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_ *properties;
}

其中，cls 指针的结构为：

runtime 执行 category 底层原理

• 方法名相同时，category并不会覆盖 class或者 meta-class 中相同名称的方法实现，
  消息机制寻找到第一个方法实现，则不继续向下寻找
• 在运行时，通过runtime，动态将分类的方法合并到类对象，元类对象中：
  1. for (i = 0; i < used(); i ++)
     根据分类的方法、属性、协议占用内存大小，分别扩充类的：
     方法列表mlists、
     属性列表proplists、
     协议列表protolists
     每一种列表都是二维数组，每一个分类相关数据存储在大数组中的小数组
  2. 通过 memmove（整体移动并覆盖，内部会判断移动方向）移动类对象的方法、属性、协议到最后
  3. 通过 memcoy（单个移动并覆盖）将分类的方法、属性、协议到类中
• 加载顺序
  类，优先于分类加载，源码采用递归方式，保证类加载的优先级
  分类之间、类与类之间，先编译的先加载，后编译先调用

添加成员变量

不能直接添加成员变量，但能通过runtime间接添加。property在category中只生成setter和getter方法声明。

• 方案一：
  在+load方法中完成全局字典初始化，对属性进行存取，要维护key的唯一性，且有线程安全问题，内存问题(销毁后仍调用)
• 方案二：runtime

  #import <objc/runtime.h>
  

  在setter方法中，调用函数：

  objc_setAssociatedObject(self, key , name, objc_ASSOCIATION_ASSIGN)
  

  在getter方法中，调用函数：

  return objc_getAssociatedObject(self, key)
  

  声明key：
  1. 全局 staitic const void *key = &key;
  2. 全局 staitic const char key = &key; // char 减小key内存占用
     • 一定要给key赋初值，保证key的唯一性
     • 这里是把全局变量key的地址值给了key
     • static 保证全局变量只可在文件内访问
     • 不使用static，在外界可使用extern 读写
  3. 直接把key替换为常量字符串(直接声明的字符串放在常量区，内存地址不变)
  4. 直接把key替换为@selector(key). 返回的结构体的指针不变

load

调用形式

• 一个类的 load方法在启动时都会且仅被调用一次
• 重写+load，系统调用 ——> 指针访问直接调用
• [Class load]，手动调用 ——> 消息机制

系统调用形式的内部原理

• 按照编译顺序，谁在前面就先被编译
• 先调用完所有类的load方法
• 再调用category的load方法

源码实现逻辑

1. 通过while循环，判断是否所有类的load方法都被调用
2. 通过递归处理，先调用父类+load，再调用子类+load
3. 分类通过for ++ 循环，取出load_method调用
4. 通过do while循环，完成所有load方法的调用
   

initialize

调用形式

消息机制调用
tips: objc_msgSend() ——> 该函数底层是使用汇编实现的

• 调用时机
• 类第一次接收到消息时调用，非启动时调用。
• 子类的initialize调用之前，先主动调用父类的initialize，再调用子类的initialize。
• initialize 方法是以懒加载的方式被调用的。

源码核心函数（由上到下依次调用）

1. 实例方法：class_getInstanceMethod
2. 静态方法：class_getClassMethod （内部调用class_getInstanceMethod）
3. if (initialize && !cls->isInitialized) { 递归 _class_initialize(父类) }

如果分类实现了 +initialize

• 覆盖类本身的+initialize调用
• 只执行编译顺序最后那个分类的 + initialize