如何在 Category 如何调用本类方法
实际上，如果一个类的分类重写了这个类的方法后，那么这个类的这个方法将失效，起作用的将会是分类的那个重写方法，在分类重写的时候 Xcode 也会给出相应警告。
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
输出结果：
2019-02-17 22:37:12.972196+0800 CategoryDemo[10142:78261] ViewController category (GetSelf)
实际上，Category 并没有覆盖主类的同名方法，只是 Category 的方法排在方法列表前面，而主类的方法被移到了方法列表的后面。
于是，我们可以在 Category 方法里，利用 Runtime 提供的 API，从方法列表里拿回原方法，从而调用。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
遍历 ViewController 类的方法列表，列表里最后一个同名的方法，便是原方法。
原理【load 和 Initialize 加载过程】
Category 中不能动态添加成员变量？
解答：
很多人在面试的时候都会被问到 Category，既然允许用 Category 给类增加方法和属性，那为什么不允许增加成员变量？
打开 objc 源代码，在objc-runtime-new.h中我们可以发现：
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：要扩展的类对象，编译期间是不会定义的，而是在运行时通过 *name对应到对应的类对象。 -
instanceMethods：category 中所有给类添加的实例方法的列表。 -
classMethods：category 中所有添加的类方法的列表。 -
protocols：category 实现的所有协议的列表。 -
instanceProperties：category 中添加的所有属性。
从 category 的定义也可以看出 category 可以添加实例方法，类方法，甚至可以实现协议，添加属性，无法添加实例变量。
另外在 Objective-C 提供的 runtime 函数中，确实有一个 class_addIvar() 函数用于给类添加成员变量，但是阅读过苹果的官方文档的人应该会看到：
This function may only be called after objc_allocateClassPair and before objc_registerClassPair. Adding an instance variable to an existing class is not supported.
大概的意思说，这个函数只能在“构建一个类的过程中”调用。当编译类的时候，编译器生成了一个实例变量内存布局 ivar layout，来告诉运行时去那里访问类的实例变量们，一旦完成类定义，就不能再添加成员变量了。经过编译的类在程序启动后就被 runtime 加载，没有机会调用 addIvar。程序在运行时动态构建的类需要在调用 objc_registerClassPair 之后才可以被使用，同样没有机会再添加成员变量。
从运行结果中看出，你不能为一个类动态的添加成员变量，可以给类动态增加方法和属性。
因为方法和属性并不“属于”类实例，而成员变量“属于”类实例。我们所说的“类实例”概念，指的是一块内存区域，包含了 isa 指针和所有的成员变量。所以假如允许动态修改类成员变量布局，已经创建出的类实例就不符合类定义了，变成了无效对象。但方法定义是在 objc_class 中管理的，不管如何增删类方法，都不影响类实例的内存布局，已经创建出的类实例仍然可正常使用。
同理：
某一个类的分类是在 runTime 时，被动态的添加到类的结构中。
想了解分类是如何加载的请看 iOS RunTime之六：Category
Category 中动态添加的属性
我们知道在 Category 里面是无法为 Category 添加实例变量的。但是我们很多时候需要在 Category 中添加和对象关联的值，这个时候可以求助关联对象来实现。
@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
可以借助关联对象来为一个类动态添加属性，但是关联对象又是存在什么地方呢？ 如何存储？ 对象销毁时候如何处理关联对象呢？
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);
}
可以看到所有的关联对象都由 AssociationsManager 管理，而 AssociationsManager 定义如下：
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 里面是由一个静态 AssociationsHashMap 来存储所有的关联对象的。这相当于把所有对象的关联对象都存在一个全局 map 里面。而 map 的 key 是这个对象的指针地址（任意两个不同对象的指针地址一定是不同的），而这个 map 的 value 又是另外一个 AssociationsHashMap，里面保存了关联对象的 kv 对。
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 的销毁对象函数 objc_destructInstance 里面会判断这个对象有没有关联对象，如果有，会调用 _object_remove_assocations 做关联对象的清理工作。
Category 和 Extension 的区别
-
Extension在编译期决议，它就是类的一部分，在编译期和头文件里的@interface以及实现文件里的@implement一起形成一个完整的类，它伴随类的产生而产生，亦随之一起消亡。Extension一般用来隐藏类的私有信息，你必须有一个类才能为这个类添加Extension，所以你无法为系统的类比如NSString添加Extension。 -
Category则完全不一样，它是在运行期决议的。 -
Extension可以添加成员变量，而Category一般不可以。
总之，就 Category 和 Extension 的区别来看，Extension 可以添加成员变量，而 Category 是无法添加成员变量的。因为 Category 在运行期，对象的内存布局已经确定，如果添加实例变量就会破坏类的内部布局。
如果有觉得上述我讲的不对的地方欢迎指出，大家多多交流沟通。
