一竹握、Demo展示

創(chuàng)建一個(gè)Person類啦辐，在創(chuàng)建一個(gè)Person+eat和Person+test兩個(gè)分類。

@implementation Person
- (void)run {
    NSLog(@"run");
}
@end

@implementation Person (test)
- (void)test {
    NSLog(@"test");
}
@end

@implementation Person (eat)
- (void)eat {
    NSLog(@"eat");
}
@end

// 運(yùn)行下面代碼
Person *person = [[Person alloc] init];

[person run];
[person test];
[person eat];
        

當(dāng)然上面代碼续挟，會(huì)打印出”run“/"test"/"eat"
我們知道當(dāng)我們調(diào)用一個(gè)方法是侥衬，底層會(huì)調(diào)用objc_msgSend(person, @selector(xxx))這個(gè)方法轴总，根據(jù)OC對(duì)象的本質(zhì)得知怀樟，具體的實(shí)現(xiàn)是person 的isa 找到類對(duì)象里面的實(shí)例方法，如果是類方法脖含，則會(huì)去元類對(duì)象找類方法。

思考如上 Demo里面的兩個(gè)分類會(huì)生成兩個(gè)新的類嗎征堪？
不會(huì)，一個(gè)isa只會(huì)有一個(gè)類對(duì)象庸娱，程序會(huì)通過runtime動(dòng)態(tài)將實(shí)例方法合并到類對(duì)象里面的對(duì)象方法中熟尉，類方法都會(huì)合并到元類對(duì)象的類方法中

二斤儿、Category 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)

（一）demo1

使用clang編譯器把OC代碼轉(zhuǎn)成C++恐锦，在終端上cd到當(dāng)前項(xiàng)目的目錄一铅，輸入xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc Person+eat.m會(huì)自動(dòng)生成 .cpp 文件

打開上面生成的Person+eat.cpp文件潘飘，我們會(huì)看到下面代碼

struct _category_t {
    const char *name;// 類的名稱
    struct _class_t *cls;
    const struct _method_list_t *instance_methods;// 實(shí)例方法列表
    const struct _method_list_t *class_methods; // 類方法列表
    const struct _protocol_list_t *protocols; // 協(xié)議列表
    const struct _prop_list_t *properties; // 屬性屬性列表
};

// 生成的 Category
static struct _category_t _OBJC_$_CATEGORY_Person_$_eat __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = 
{
    "Person", // 給了我們上面的name
    0, // &OBJC_CLASS_$_Person,
    (const struct _method_list_t *)&_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Person_$_eat, // 就是我們的實(shí)例方法 instance_methods
    0,
    0,
    0,
};

// _OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Person_$_eat
static struct /*_method_list_t*/ {
    unsigned int entsize;  // sizeof(struct _objc_method)
    unsigned int method_count;
    struct _objc_method method_list[1];
} _OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Person_$_eat __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = {
    sizeof(_objc_method),
    1,
    {{(struct objc_selector *)"eat", "v16@0:8", (void *)_I_Person_eat_eat}}
};

（二）demo2

在Person+test.h類中添加

@property (assign, nonatomic) int weight;
@property (assign, nonatomic) double height;

在Person+test.m類中添加

+ (void)test {
    NSLog(@"+test");
}
- (void)test1
{
    NSLog(@"eat1");
}

+ (void)test2
{
    
}

+ (void)test3
{
    
}

然后同樣運(yùn)行上面 clang 代碼xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc Person+test.m 生成.cpp文件

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_t *properties;
};

// 
static struct _category_t _OBJC_$_CATEGORY_Person_$_test __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = 
{
    "Person",
    0, // &OBJC_CLASS_$_Person,
    (const struct _method_list_t *)&_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Person_$_test,
    (const struct _method_list_t *)&_OBJC_$_CATEGORY_CLASS_METHODS_Person_$_test,
    0,
    (const struct _prop_list_t *)&_OBJC_$_PROP_LIST_Person_$_test,
};

// 實(shí)例戈擒，_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Person_$_test
static struct /*_method_list_t*/ {
    unsigned int entsize;  // sizeof(struct _objc_method)
    unsigned int method_count;
    struct _objc_method method_list[2];
} _OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Person_$_test __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = {
    sizeof(_objc_method),
    2,
    {{(struct objc_selector *)"test", "v16@0:8", (void *)_I_Person_test_test},
    {(struct objc_selector *)"test1", "v16@0:8", (void *)_I_Person_test_test1}}
};
// 類方法 _OBJC_$_CATEGORY_CLASS_METHODS_Person_$_test
static struct /*_method_list_t*/ {
    unsigned int entsize;  // sizeof(struct _objc_method)
    unsigned int method_count;
    struct _objc_method method_list[3];
} _OBJC_$_CATEGORY_CLASS_METHODS_Person_$_test __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = {
    sizeof(_objc_method),
    3,
    {{(struct objc_selector *)"test", "v16@0:8", (void *)_C_Person_test_test},
    {(struct objc_selector *)"test2", "v16@0:8", (void *)_C_Person_test_test2},
    {(struct objc_selector *)"test3", "v16@0:8", (void *)_C_Person_test_test3}}
};
// 屬性列表 _OBJC_$_PROP_LIST_Person_$_test
static struct /*_prop_list_t*/ {
    unsigned int entsize;  // sizeof(struct _prop_t)
    unsigned int count_of_properties;
    struct _prop_t prop_list[2];
} _OBJC_$_PROP_LIST_Person_$_test __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = {
    sizeof(_prop_t),
    2,
    {{"weight","Ti,N"},
    {"height","Td,N"}}
};

也就是說赘来，我們寫的分類都會(huì)變成_category_t這種結(jié)構(gòu)體犬辰，在合適的時(shí)機(jī)合并到類的對(duì)象方法或元類的類方法中冰单。

（三）Category 的加載處理過程

1. 通過 Runtime 加載某個(gè)類的所有Category 數(shù)據(jù)

2.把所有 Category 的方法诫欠、屬性、協(xié)議數(shù)據(jù)轿偎、合并到一個(gè)大數(shù)組中

• 后面參與編譯的 Category 數(shù)據(jù)坏晦，會(huì)在數(shù)組的前面

3.將合并后的分類數(shù)據(jù)（方法嫁乘、屬性、協(xié)議）仓蛆，插入到類原來數(shù)據(jù)的前面

所以看疙，我們?cè)陂_發(fā)過程中直奋，如果分類和類中的方法名字相同帮碰，會(huì)調(diào)用分類里面的。

三丰涉、load函數(shù)在Category 中的加載

（一）demo

// Person
@implementation Person
+ (void)run {
    NSLog(@"Person +run");
}
+ (void)load {
    NSLog(@"Person +load");
}
@end

// Person+test
@implementation Person (test)

+ (void)load {
    NSLog(@"Person (test) +load");
}
+ (void)test {
    NSLog(@"Person (test) +test");
}
@end

// Person+eat
@implementation Person (eat)
+ (void)load {
    NSLog(@"Person (eat) +load");
}
+ (void)eat {
    NSLog(@"Person (eat) +eat");
}
@end

// 調(diào)用 Person 的 +run方法
[Person run];

我們運(yùn)行程序發(fā)現(xiàn)

2020-06-11 23:18:48.786224+0800 TestDemo[18522:2035515] Person +load
2020-06-11 23:18:48.786723+0800 TestDemo[18522:2035515] Person (test) +load
2020-06-11 23:18:48.786785+0800 TestDemo[18522:2035515] Person (eat) +load
2020-06-11 23:18:48.786926+0800 TestDemo[18522:2035515] Person (eat) +run

思考在上面的 Category 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)證明了一死， 如果該分類的方法和該類的方法名一樣投慈，會(huì)優(yōu)先調(diào)用分類的方法，類里面的方法不會(huì)被調(diào)用加袋。為什么 load 里面的方法都會(huì)被調(diào)用呢职烧，而不是像 run 方法一樣蚀之？

• load 方法的調(diào)用捷泞，是因?yàn)樵诔绦蚣虞d過程中锁右，如果發(fā)現(xiàn)是分類骡湖，會(huì)直接指向分類的類方法列表响蕴，而不是去調(diào)用的組合后的方法列表浦夷。所以會(huì)調(diào)用三次辜王。

• +load方法是根據(jù)方法地址直接調(diào)用呐馆，并不是經(jīng)過objc_msgSend函數(shù)調(diào)用

• test 方法的調(diào)用汹来，我們知道方法的調(diào)用實(shí)際就是調(diào)用 objc_megSend([Person class] @selector(test)) 會(huì)通過isa找到當(dāng)前對(duì)應(yīng)的類對(duì)象或元類對(duì)象改艇，調(diào)用里面的方法列表坟岔。因?yàn)橹匦陆M裝的方法列表社付，Person+eat 分類在最前面鸥咖，所以會(huì)調(diào)用 Person+eat 這個(gè)類中的 run 方法

• +load方法會(huì)在 Runtime 加載類扛或、分類時(shí)間調(diào)用熙兔，并且每個(gè)類住涉、分類的 +load 在程序運(yùn)行過程中只會(huì)調(diào)用一次舆声。

（二）load 調(diào)用順序

1、先調(diào)用類的 +load 方法

• 按照編譯先后順序調(diào)用（先編譯蛾找，先調(diào)用）
• 調(diào)用子類的 +load 之前會(huì)先調(diào)用父類的 +load

2打毛、在調(diào)用分類的 +load 方法

• 按照編譯先后順序調(diào)用（先編譯柿赊，先調(diào)用）

擴(kuò)展

打印出某個(gè)類中的所有方法

- (void)printMethodNamesOfClass:(Class )cls {
    
    unsigned int count;
    // 獲取方法數(shù)組
    Method *methodList = class_copyMethodList(cls, &count);
    // 存儲(chǔ)方法名
    NSMutableString *methodNames = [NSMutableString string];
    
    // 遍歷所有的方法
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        // 獲得方法
        Method method = methodList[i];
        
        // 獲得方法名
        NSString *methodName = NSStringFromSelector(method_getName(method));
        // 拼接方法名
        [methodNames appendString:methodName];
        [methodNames appendString:@", "];
    }
    // 釋放
    free(methodList);
    
    // 打印方法名
    NSLog(@"%@, %@", cls, methodNames);
}

問題

1、給一個(gè)存在的類添加兩個(gè)分類幻枉，會(huì)生成兩個(gè)新的類嗎碰声？

不會(huì)，一個(gè)isa只會(huì)有一個(gè)類對(duì)象熬甫，程序會(huì)通過runtime動(dòng)態(tài)將實(shí)例方法合并到類對(duì)象里面的對(duì)象方法中胰挑，類方法都會(huì)合并到元類對(duì)象的類方法中。

2、Category 的使用場(chǎng)合

• 給一個(gè)類添加新的方法洽腺，可以為系統(tǒng)的類擴(kuò)展功能脚粟。
• 分解體積龐大的類文件，可以將一個(gè)類按照功能拆解成多個(gè)模塊蘸朋，方便代碼管理核无。
• 創(chuàng)建對(duì)私有方法的前向引用：聲明私有方法团南，把Framework的私有方法公開等，直接調(diào)用其他類的私有方法時(shí)編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)拷橘，這時(shí)候可以創(chuàng)建一個(gè)該類的分類，在分類中聲明這些私有方法（不必提供方法實(shí)現(xiàn)），接著導(dǎo)入這個(gè)分類的頭文件就可以正常調(diào)用這些私有方法。
• 向?qū)ο筇砑臃钦絽f(xié)議：創(chuàng)建一個(gè) NSObject 或其子類的分類稱為 “創(chuàng)建一個(gè)非正式協(xié)議”。

正式協(xié)議是通過 protocol 指定的一系列方法的聲明没龙，然后由遵守該協(xié)議的類自己去實(shí)現(xiàn)這些方法碘梢。而非正式協(xié)議是通過給 NSObject 或其子類添加一個(gè)分類來實(shí)現(xiàn)。非正式協(xié)議已經(jīng)漸漸被正式協(xié)議取代在扰，正式協(xié)議最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以使用泛型約束，而非正式協(xié)議不可以。）

3娜汁、Category中都可以添加哪些內(nèi)容

• 實(shí)例方法傅事、類方法、協(xié)議般又、屬性（只生成setter和getter方法的聲明萤衰，不會(huì)生成setter和getter方法的實(shí)現(xiàn)以及下劃線成員變量）倦卖。
• 默認(rèn)情況下，因?yàn)榉诸惖讓咏Y(jié)構(gòu)的限制掸茅，不能添加成員變量到分類中，但可以通過關(guān)聯(lián)對(duì)象來間接實(shí)現(xiàn)這種效果。

4、Category的優(yōu)缺點(diǎn)沪悲、特點(diǎn)涉馁、注意點(diǎn)

5、Category 的實(shí)現(xiàn)原理

• 分類的實(shí)現(xiàn)原理取決于運(yùn)行時(shí)決議屋吨；
• 同名分類方法誰能生效取決于編譯順序直秆，最后參與編譯的分類中的同名方法會(huì)最終生效歇竟；
• 分類方法會(huì)“覆蓋”同名的宿主類（原類）方法，這里說的“覆蓋”并不是指原來的方法沒了梯醒。消息傳遞過程中優(yōu)先查找宿主類中靠前的元素籽慢，找到同名方法就進(jìn)行調(diào)用箱亿，但實(shí)際上宿主類中原有同名方法的實(shí)現(xiàn)仍然是存在的脑豹。我們可以通過一些手段來調(diào)用到宿主類原有同名方法的實(shí)現(xiàn)击碗，如可以通過Runtime的class_copyMethodList方法打印類的方法列表甲馋，找到宿主類方法的imp，進(jìn)行調(diào)用（可以交換方法實(shí)現(xiàn)）液茎。

6逞姿、Category的加載處理過程

在編譯時(shí)，Category 中的數(shù)據(jù)還沒有合并到類中捆等，而是在程序運(yùn)行的時(shí)候通過Runtime機(jī)制將所有分類數(shù)據(jù)合并到類（類對(duì)象滞造、元類對(duì)象）中去。下面我們來看一下 Category 的加載處理過程栋烤。

① 通過Runtime加載某個(gè)類的所有 Category 數(shù)據(jù)断部；
② 把所有的分類數(shù)據(jù)（方法、屬性班缎、協(xié)議）蝴光，合并到一個(gè)大數(shù)組中；（后面參與編譯的 Category 數(shù)據(jù)达址，會(huì)在數(shù)組的前面）
③ 將合并后的分類數(shù)據(jù)（方法蔑祟、屬性、協(xié)議）沉唠，插入到宿主類原來數(shù)據(jù)的前面疆虚。（所以會(huì)優(yōu)先調(diào)用最后參與編譯的分類中的同名方法）