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Category的底层结构

分类底层结构定义的如下:

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//objc-runtime-new.h

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;
    // Fields below this point are not always present on disk.
    struct property_list_t *_classProperties;

    method_list_t *methodsForMeta(bool isMeta) {
        if (isMeta) return classMethods;
        else return instanceMethods;
    }

    property_list_t *propertiesForMeta(bool isMeta, struct header_info *hi);
};

项目中每定义一个分类，底层都会增加一个category_t对象。

Category的加载过程

Category源码阅读顺序：

  1. objc-os.mm (runtime入口)
    • _objc_init (runtime初始化)
    • map_images
    • map_images_nolock
  2. objc-runtime-new.mm
    • _read_images
    • remethodizeClass
    • attachCategories
    • attachLists
    • realloc、memmove、 memcpy

category的加载过程:

  1. 通过runtime加载类的所有分类
  2. 将所有分类的方法，属性，协议分别合并到一个数组
  3. 将合并后的分类数据插入到类原来到数据之前

由源码可见，对同名方法而言，会优先调用分类中的方法。如果多个分类中包含同名方法，则会调用最后参与编译的分类中的方法。

摘录源码中核心的attachCategories实现如下(objc4-756.2):

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// Attach method lists and properties and protocols from categories to a class.
// Assumes the categories in cats are all loaded and sorted by load order, 
// oldest categories first.
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
    //方法二维数组
    //[[method_t,method_t],[method_t,method_t,method_t]]
    //二维数组中的一个元素(数组)存放一个分类中的方法列表
    method_list_t **mlists = (method_list_t **)
        malloc(cats->count * sizeof(*mlists));
    //属性二维数组
    property_list_t **proplists = (property_list_t **)
        malloc(cats->count * sizeof(*proplists));
    //协议二维数组
    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;
    bool fromBundle = NO;
    while (i--) {
        //取出分类
        auto& entry = cats->list[i];

        //取出分类中的方法列表
        method_list_t *mlist = entry.cat->methodsForMeta(isMeta);
        if (mlist) {
            mlists[mcount++] = mlist;
            fromBundle |= entry.hi->isBundle();
        }

        property_list_t *proplist = 
            entry.cat->propertiesForMeta(isMeta, entry.hi);
        if (proplist) {
            proplists[propcount++] = proplist;
        }

        protocol_list_t *protolist = entry.cat->protocols;
        if (protolist) {
            protolists[protocount++] = protolist;
        }
    }
    //取出(元)类对象中的数据(class_rw_t)
    auto rw = cls->data();
    
    prepareMethodLists(cls, mlists, mcount, NO, fromBundle);
    //将所有分类的方法添加到(元)类对象的方法列表中
    rw->methods.attachLists(mlists, mcount);
    free(mlists);
    if (flush_caches  &&  mcount > 0) flushCaches(cls);
    //将所有分类的属性添加到(元)类对象的属性列表中
    rw->properties.attachLists(proplists, propcount);
    free(proplists);
    //将所有分类的协议添加到(元)类对象的协议列表中
    rw->protocols.attachLists(protolists, protocount);
    free(protolists);
}

Category和Extension的区别

  • 类扩展中的信息在编译时会合并到类信息中。
  • 分类中的信息在运行时才会合并到类信息中。