Objective-C之Category實(shí)現(xiàn)分類示例詳解
引言
在寫 Objective-C 代碼的時(shí)候,如果想給沒法獲得源碼的類增加一些方法,Category 即分類是一種很好的方法,本文將帶你了解分類是如何實(shí)現(xiàn)為類添加方法的。
先說結(jié)論,分類中的方法會(huì)在編譯時(shí)變成 category_t 結(jié)構(gòu)體的變量,在運(yùn)行時(shí)合并進(jìn)主類,分類中的方法會(huì)放在主類中方法的前面,主類中原有的方法不會(huì)被覆蓋。同時(shí),同名的分類方法,后編譯的分類方法會(huì)“覆蓋”先編譯的分類方法。
編譯時(shí)
在編譯時(shí),所有我們寫的分類,都會(huì)轉(zhuǎn)化為 category_t 結(jié)構(gòu)體的變量,category_t 的源碼如下:
struct category_t {
const char *name; // 分類名
classref_t cls; // 主類
WrappedPtr<method_list_t, PtrauthStrip> instanceMethods; // 實(shí)例方法
WrappedPtr<method_list_t, PtrauthStrip> classMethods; // 類方法
struct protocol_list_t *protocols; // 協(xié)議
struct property_list_t *instanceProperties; // 屬性
// Fields below this point are not always present on disk.
struct property_list_t *_classProperties; // 類屬性
method_list_t *methodsForMeta(bool isMeta) {
if (isMeta) return classMethods;
else return instanceMethods;
}
property_list_t *propertiesForMeta(bool isMeta, struct header_info *hi);
protocol_list_t *protocolsForMeta(bool isMeta) {
if (isMeta) return nullptr;
else return protocols;
}
};
這個(gè)結(jié)構(gòu)體主要是用來存儲(chǔ)分類中可表現(xiàn)的信息,同時(shí)也從側(cè)面說明了分類是不能創(chuàng)建實(shí)例變量的。
運(yùn)行時(shí)
map_images_nolock 是運(yùn)行時(shí)的開始,同時(shí)也決定了編譯順序?qū)Ψ诸惙椒ㄖg優(yōu)先級的影響,后編譯的分類方法會(huì)放在先編譯的前面:
void
map_images_nolock(unsigned mhCount, const char * const mhPaths[],
const struct mach_header * const mhdrs[])
{
...
{
uint32_t i = mhCount;
while (i--) { // 讀取 header_info 的順序,決定了后編譯的分類方法會(huì)放在先編譯的前面
const headerType *mhdr = (const headerType *)mhdrs[i];
auto hi = addHeader(mhdr, mhPaths[i], totalClasses, unoptimizedTotalClasses);
...
在運(yùn)行時(shí),加載分類的起始方法是 loadAllCategories,可以看到,該方法從 FirstHeader 開始,遍歷所有的 header_info,并依次調(diào)用 load_categories_nolock 方法,實(shí)現(xiàn)如下:
static void loadAllCategories() {
mutex_locker_t lock(runtimeLock);
for (auto *hi = FirstHeader; hi != NULL; hi = hi->getNext()) {
load_categories_nolock(hi);
}
}
在 load_categories_nolock 方法中,會(huì)判斷類是不是 stubClass 切是否初始化完成,來決定分類到底附著在哪里,其實(shí)現(xiàn)如下:
static void load_categories_nolock(header_info *hi) {
// 是否具有類屬性
bool hasClassProperties = hi->info()->hasCategoryClassProperties();
size_t count;
auto processCatlist = [&](category_t * const *catlist) { // 獲取需要處理的分類列表
for (unsigned i = 0; i < count; i++) {
category_t *cat = catlist[i];
Class cls = remapClass(cat->cls); // 獲取分類對應(yīng)的主類
locstamped_category_t lc{cat, hi};
if (!cls) { // 獲取不到主類(可能因?yàn)槿蹑溄樱^本次循環(huán)
// Category's target class is missing (probably weak-linked).
// Ignore the category.
if (PrintConnecting) {
_objc_inform("CLASS: IGNORING category \?\?\?(%s) %p with "
"missing weak-linked target class",
cat->name, cat);
}
continue;
}
// Process this category.
if (cls->isStubClass()) { // 如果時(shí) stubClass,當(dāng)時(shí)無法確定元類對象是哪個(gè),所以先附著在 stubClass 本身上
// Stub classes are never realized. Stub classes
// don't know their metaclass until they're
// initialized, so we have to add categories with
// class methods or properties to the stub itself.
// methodizeClass() will find them and add them to
// the metaclass as appropriate.
if (cat->instanceMethods ||
cat->protocols ||
cat->instanceProperties ||
cat->classMethods ||
cat->protocols ||
(hasClassProperties && cat->_classProperties))
{
objc::unattachedCategories.addForClass(lc, cls);
}
} else {
// First, register the category with its target class.
// Then, rebuild the class's method lists (etc) if
// the class is realized.
if (cat->instanceMethods || cat->protocols
|| cat->instanceProperties)
{
if (cls->isRealized()) { // 表示類對象已經(jīng)初始化完畢,會(huì)進(jìn)入合并方法。
attachCategories(cls, &lc, 1, ATTACH_EXISTING);
} else {
objc::unattachedCategories.addForClass(lc, cls);
}
}
if (cat->classMethods || cat->protocols
|| (hasClassProperties && cat->_classProperties))
{
if (cls->ISA()->isRealized()) { // 表示元類對象已經(jīng)初始化完畢,會(huì)進(jìn)入合并方法。
attachCategories(cls->ISA(), &lc, 1, ATTACH_EXISTING | ATTACH_METACLASS);
} else {
objc::unattachedCategories.addForClass(lc, cls->ISA());
}
}
}
}
};
processCatlist(hi->catlist(&count));
processCatlist(hi->catlist2(&count));
}
合并分類的方法是通過 attachCategories 方法進(jìn)行的,對方法、屬性和協(xié)議分別進(jìn)行附著。需要注意的是,在新版的運(yùn)行時(shí)方法中不是將方法放到 rw 中,而是新創(chuàng)建了一個(gè)叫做 rwe 的屬性,目的是為了節(jié)約內(nèi)存,方法的實(shí)現(xiàn)如下:
// 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, const locstamped_category_t *cats_list, uint32_t cats_count,
int flags)
{
if (slowpath(PrintReplacedMethods)) {
printReplacements(cls, cats_list, cats_count);
}
if (slowpath(PrintConnecting)) {
_objc_inform("CLASS: attaching %d categories to%s class '%s'%s",
cats_count, (flags & ATTACH_EXISTING) ? " existing" : "",
cls->nameForLogging(), (flags & ATTACH_METACLASS) ? " (meta)" : "");
}
/*
* Only a few classes have more than 64 categories during launch.
* This uses a little stack, and avoids malloc.
*
* Categories must be added in the proper order, which is back
* to front. To do that with the chunking, we iterate cats_list
* from front to back, build up the local buffers backwards,
* and call attachLists on the chunks. attachLists prepends the
* lists, so the final result is in the expected order.
*/
constexpr uint32_t ATTACH_BUFSIZ = 64;
method_list_t *mlists[ATTACH_BUFSIZ];
property_list_t *proplists[ATTACH_BUFSIZ];
protocol_list_t *protolists[ATTACH_BUFSIZ];
uint32_t mcount = 0;
uint32_t propcount = 0;
uint32_t protocount = 0;
bool fromBundle = NO;
bool isMeta = (flags & ATTACH_METACLASS); // 是否是元類對象
auto rwe = cls->data()->extAllocIfNeeded(); // 為 rwe 生成分配存儲(chǔ)空間
for (uint32_t i = 0; i < cats_count; i++) { // 遍歷分類列表
auto& entry = cats_list[i];
method_list_t *mlist = entry.cat->methodsForMeta(isMeta); // 獲取實(shí)例方法或類方法列表
if (mlist) {
if (mcount == ATTACH_BUFSIZ) { // 達(dá)到容器的容量上限時(shí)
prepareMethodLists(cls, mlists, mcount, NO, fromBundle, __func__); // 準(zhǔn)備方法列表
rwe->methods.attachLists(mlists, mcount); // 附著方法到主類中
mcount = 0;
}
mlists[ATTACH_BUFSIZ - ++mcount] = mlist; // 將分類的方法列表放入準(zhǔn)備好的容器中
fromBundle |= entry.hi->isBundle();
}
property_list_t *proplist =
entry.cat->propertiesForMeta(isMeta, entry.hi); // 獲取對象屬性或類屬性列表
if (proplist) {
if (propcount == ATTACH_BUFSIZ) { // 達(dá)到容器的容量上限時(shí)進(jìn)行附著
rwe->properties.attachLists(proplists, propcount); // 附著屬性到類或元類中
propcount = 0;
}
proplists[ATTACH_BUFSIZ - ++propcount] = proplist;
}
protocol_list_t *protolist = entry.cat->protocolsForMeta(isMeta); // 獲取協(xié)議列表
if (protolist) {
if (protocount == ATTACH_BUFSIZ) { // 達(dá)到容器的容量上限時(shí)進(jìn)行附著
rwe->protocols.attachLists(protolists, protocount); // 附著遵守的協(xié)議到類或元類中
protocount = 0;
}
protolists[ATTACH_BUFSIZ - ++protocount] = protolist;
}
}
// 將剩余的方法、屬性和協(xié)議進(jìn)行附著
if (mcount > 0) {
prepareMethodLists(cls, mlists + ATTACH_BUFSIZ - mcount, mcount,
NO, fromBundle, __func__);
rwe->methods.attachLists(mlists + ATTACH_BUFSIZ - mcount, mcount);
if (flags & ATTACH_EXISTING) {
flushCaches(cls, __func__, [](Class c){
// constant caches have been dealt with in prepareMethodLists
// if the class still is constant here, it's fine to keep
return !c->cache.isConstantOptimizedCache();
});
}
}
rwe->properties.attachLists(proplists + ATTACH_BUFSIZ - propcount, propcount);
rwe->protocols.attachLists(protolists + ATTACH_BUFSIZ - protocount, protocount);
}
而真正進(jìn)行方法附著的 attachLists 方法,其作用是將分類的方法放置到類對象或元類對象中,且放在類和元類對象原有方法的前面,這也是為什么分類和類中如果出現(xiàn)同名的方法,會(huì)優(yōu)先調(diào)用分類的,也從側(cè)面說明了,原有的類中的方法其實(shí)并沒有被覆蓋:
void attachLists(List* const * addedLists, uint32_t addedCount) {
if (addedCount == 0) return; // 數(shù)量為 0 直接返回
if (hasArray()) {
// many lists -> many lists
uint32_t oldCount = array()->count; // 原有的方法列表的個(gè)數(shù)
uint32_t newCount = oldCount + addedCount; // 合并后的方法列表的個(gè)數(shù)
array_t *newArray = (array_t *)malloc(array_t::byteSize(newCount)); // 創(chuàng)建新的數(shù)組
newArray->count = newCount;
array()->count = newCount;
for (int i = oldCount - 1; i >= 0; i--)
newArray->lists[i + addedCount] = array()->lists[i]; // 將原有的方法,放到新創(chuàng)建的數(shù)組的最后面
for (unsigned i = 0; i < addedCount; i++)
newArray->lists[i] = addedLists[i]; // 將分類中的方法,放到數(shù)組的前面
free(array()); // 釋放原有數(shù)組的內(nèi)存空間
setArray(newArray); // 將合并后的數(shù)組作為新的方法數(shù)組
validate();
}
else if (!list && addedCount == 1) { // 如果原本不存在方法列表,直接替換
// 0 lists -> 1 list
list = addedLists[0];
validate();
}
else { // 如果原來只有一個(gè)列表,變?yōu)槎鄠€(gè),走這個(gè)邏輯
// 1 list -> many lists
Ptr<List> oldList = list;
uint32_t oldCount = oldList ? 1 : 0;
uint32_t newCount = oldCount + addedCount; // 計(jì)算所有方法列表的個(gè)數(shù)
setArray((array_t *)malloc(array_t::byteSize(newCount))); // 分配新的內(nèi)存空間并賦值
array()->count = newCount;
if (oldList) array()->lists[addedCount] = oldList; // 將原有的方法,放到新創(chuàng)建的數(shù)組的最后面
for (unsigned i = 0; i < addedCount; i++) // 將分類中的方法,放到數(shù)組的前面
array()->lists[i] = addedLists[i];
validate();
}
}以上就是Objective-C實(shí)現(xiàn)分類示例詳解的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Objective-C分類的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
相關(guān)文章
iOS10 適配遠(yuǎn)程推送功能實(shí)現(xiàn)代碼
這篇文章主要介紹了iOS10 適配遠(yuǎn)程推送功能實(shí)現(xiàn)代碼,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們可以參考一下2016-09-09
iOS使用自帶的UIViewController實(shí)現(xiàn)qq加號下拉菜單的功能(實(shí)例代碼)
這篇文章主要介紹了iOS使用自帶的UIViewController實(shí)現(xiàn)qq加號下拉菜單的功能(實(shí)例代碼),需要的朋友可以參考下2017-05-05
iOS開發(fā)中使用UIScrollView實(shí)現(xiàn)圖片輪播和點(diǎn)擊加載
這篇文章主要介紹了iOS開發(fā)中使用UIScrollView實(shí)現(xiàn)圖片輪播和點(diǎn)擊加載的方法,代碼基于傳統(tǒng)的Objective-C,需要的朋友可以參考下2015-12-12
iOS APP實(shí)現(xiàn)微信H5支付示例總結(jié)
這篇文章主要介紹了iOS APP實(shí)現(xiàn)微信H5支付示例總結(jié),文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2020-02-02
iOS應(yīng)用設(shè)計(jì)模式開發(fā)中對簡單工廠和工廠方法模式的運(yùn)用
這篇文章主要介紹了iOS應(yīng)用設(shè)計(jì)模式開發(fā)中對簡單工廠和工廠方法模式的運(yùn)用,示例代碼為傳統(tǒng)的Objective-C,需要的朋友可以參考下2016-03-03
iOS touch事件區(qū)分單擊雙擊響應(yīng)的方法
如果您的 iPhone 應(yīng)用里有個(gè) view,既有單擊操作又有雙擊操作。用戶雙擊 view 時(shí),總是先執(zhí)行一遍單擊的操作再執(zhí)行雙擊的操作。所以直接判斷時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)不能直接進(jìn)入雙擊操作。下面是區(qū)分 touch 事件是單擊還是雙擊的方法,需要的朋友可以參考下2016-10-10
iOS App開發(fā)中Objective-C使用正則表達(dá)式進(jìn)行匹配的方法
這篇文章主要介紹了iOS App開發(fā)中Objective-C使用正則表達(dá)式進(jìn)行匹配的方法,文中舉了在iOS中驗(yàn)證用戶郵箱與手機(jī)號的例子,非常實(shí)用,匹配需要的朋友可以參考下2016-05-05

