objc category的秘密
来源:互联网 发布:软件研发经理岗位职责 编辑:程序博客网 时间:2024/04/30 10:25
转自sunnyxx的技术博客
category的真面目
objc所有类和对象都是c结构体,category当然也一样,下面是runtime中category的结构:
- struct _category_t {
- const char *name; // 1
- struct _class_t *cls; // 2
- const struct _method_list_t *instance_methods; // 3
- const struct _method_list_t *class_methods; // 4
- const struct _protocol_list_t *protocols; // 5
- const struct _prop_list_t *properties; // 6
- };
1、注意name,并不是category小括号里写的名字,而是类的名字
2、cls要扩展的类对象,编译期间这个值是不会有的,在app被runtime加载时才会根据name对应到类对象
3、instance_methods这个category所有的-方法
4、class_methods这个category所有的+方法
5、protocols这个category实现的protocol,比较不常用在category里面实现协议,但是确实支持的
6、properties这个category所有的property,这也是category里面可以定义属性的原因,不过这个property不会@synthesize实例变量,一般有需求添加实例变量属性时会采用objc_setAssociatedObject和objc_getAssociatedObject方法绑定方法绑定,不过这种方法生成的与一个普通的实例变量完全是两码事。
编译器,你对category干了什么?
举个例子看,定义下面一个类和它的category,实现忽略,保存为sark.h和sark.m
- @interface Sark : NSObject
- - (void)speak;
- @end
- @interface Sark (GayExtention)
- - (void)burst;
- @end
请出clang的重写命令:
- $ clang -rewrite-objc sark.m
同级目录下会生成sark.cpp,这就是objc代码重写成c++(基本就是c)的实现。
打开生成的文件,发现茫茫多,排除include进来的header,自己的代码都在文件尾部了,看看上面的category被编译器搞成什么样子了:
- static struct _category_t _OBJC_$_CATEGORY_Sark_$_GayExtention __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) =
- {
- "Sark",
- 0, // &OBJC_CLASS_$_Sark,
- (const struct _method_list_t *)&_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Sark_$_GayExtention,
- 0,
- 0,
- 0,
- };
先注意这个category的名字_OBJC_$_CATEGORY_Sark_$_GayExtention,这是一个按规则生成的符号了,中间的Sark是类名,后面的GayExtention是类别的名字,这也就是为什么同一个类的category名不能冲突了
对应看上面_category_t的定义,因为category里面只添加了一个- burst方法,所以只有实例方法那一项被填充了值_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Sark_$_GayExtention
其中_I_Sark_GayExtention_burst符号就代表了category里面的- burst方法,同样遵循了一定的命名规范,里面的I表示实例方法
最后,这个类的category们生成了一个数组,存在了__DATA段下的__objc_catlistsection里
- static struct _category_t *L_OBJC_LABEL_CATEGORY_$ [1] __attribute__((used, section ("__DATA, __objc_catlist,regular,no_dead_strip")))= {
- &_OBJC_$_CATEGORY_Sark_$_GayExtention,
- };
至此编译器的任务完成了。
runtime,我的category哪儿去了?
我们知道,category动态扩展了原来类的方法,在调用者看来好像原来类本来就有这些方法似的,有两个事实:
1、不论有没有import category 的.h,都可以成功调用category的方法,都影响不到category的加载流程,import只是帮助了编译检查和链接过程
2、runtime加载完成后,category的原始信息在类结构里将不会存在
这需要探究下runtime对category的加载过程,这里就简单说一下
1、objc runtime的加载入口是一个叫_objc_init的方法,在library加载前由libSystem dyld调用,进行初始化操作
2、调用map_images方法将文件中的imagemap到内存
3、调用_read_images方法初始化map后的image,这里面干了很多的事情,像load所有的类、协议和category,著名的+ load方法就是这一步调用的
4、仔细看category的初始化,循环调用了_getObjc2CategoryList方法,这个方法拿出来看看:
5、…
- #define GETSECT(name, type, sectname) \
- type *name(const header_info *hi, size_t *outCount) \
- { \
- unsigned long byteCount = 0; \
- type *data = (type *) \
- getsectiondata(hi->mhdr, SEG_DATA, sectname, &byteCount); \
- *outCount = byteCount / sizeof(type); \
- return data; \
- }
- // ... //
- GETSECT(_getObjc2CategoryList, category_t *, "__objc_catlist");
眼熟的__objc_catlist,就是上面category存放的数据段了,可以串连起来了
在调用完_getObjc2CategoryList后,runtime终于开始了category的处理,简化的代码如下
- // Process this category.
- // First, register the category with its target class.
- // Then, rebuild the class's method lists (etc) if
- // the class is realized.
- BOOL classExists = NO;
- if (cat->instanceMethods || cat->protocols || cat->instanceProperties)
- {
- addUnattachedCategoryForClass(cat, cls, hi);
- if (isRealized(cls)) {
- remethodizeClass(cls);
- classExists = YES;
- }
- }
- if (cat->classMethods || cat->protocols )
- {
- addUnattachedCategoryForClass(cat, cls->isa, hi);
- if (isRealized(cls->isa)) {
- remethodizeClass(cls->isa);
- }
- }
首先分成两拨,一拨是实例对象相关的调用addUnattachedCategoryForClass,一拨是类对象相关的调用addUnattachedCategoryForClass,然后会调到attachCategoryMethods方法,这个方法把一个类所有的category_list的所有方法取出来组成一个method_list_t **,注意,这里是倒序添加的,也就是说,新生成的category的方法会先于旧的category的方法插入
- static void
- attachCategoryMethods(class_t *cls, category_list *cats,
- BOOL *inoutVtablesAffected)
- {
- if (!cats) return;
- if (PrintReplacedMethods) printReplacements(cls, cats);
- BOOL isMeta = isMetaClass(cls);
- method_list_t **mlists = (method_list_t **)
- _malloc_internal(cats->count * sizeof(*mlists));
- // Count backwards through cats to get newest categories first
- int mcount = 0;
- int i = cats->count;
- BOOL fromBundle = NO;
- while (i--) {
- method_list_t *mlist = cat_method_list(cats->list[i].cat, isMeta);
- if (mlist) {
- mlists[mcount++] = mlist;
- fromBundle |= cats->list[i].fromBundle;
- }
- }
- attachMethodLists(cls, mlists, mcount, NO, fromBundle, inoutVtablesAffected);
- _free_internal(mlists);
- }
生成了所有method的list之后,调用attachMethodLists将所有方法前序添加进类的方法的数组中,也就是说,如果原来类的方法是a,b,c,类别的方法是1,2,3,那么插入之后的方法将会是1,2,3,a,b,c,也就是说,原来类的方法被category的方法覆盖了,但被覆盖的方法确实还在那里。
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