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面試題
- Category能否添加成員變量？如果可以，如何給Category添加成員變量包颁？
答：不能直接添加成員變量，但是可以通過runtime的方式間接實(shí)現(xiàn)添加成員變量的效果。
RunTime為Category動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)對(duì)象
使用RunTime給系統(tǒng)的類添加屬性齐遵，首先需要了解對(duì)象與屬性的關(guān)系。我們通過之前的學(xué)習(xí)知道塔插，對(duì)象一開始初始化的時(shí)候其屬性為nil梗摇，給屬性賦值其實(shí)就是讓屬性指向一塊存儲(chǔ)內(nèi)容的內(nèi)存，使這個(gè)對(duì)象的屬性跟這塊內(nèi)存產(chǎn)生一種關(guān)聯(lián)想许。
那么如果想動(dòng)態(tài)的添加屬性伶授，其實(shí)就是動(dòng)態(tài)的產(chǎn)生某種關(guān)聯(lián)就好了断序。而想要給系統(tǒng)的類添加屬性，只能通過分類糜烹。
這里給NSObject添加name屬性违诗，創(chuàng)建NSObject的分類
我們可以使用@property給分類添加屬性
@property(nonatomic,strong)NSString *name;
通過探尋Category的本質(zhì)我們知道，雖然在分類中可以寫@property
添加屬性疮蹦，但是不會(huì)自動(dòng)生成私有屬性诸迟，也不會(huì)生成set,get方法的實(shí)現(xiàn)，只會(huì)生成set,get的聲明挚币，需要我們自己去實(shí)現(xiàn)亮蒋。
- 方法一：我們可以通過使用靜態(tài)全局變量給分類添加屬性
static NSString *_name;
-(void)setName:(NSString *)name
{
_name = name;
}
-(NSString *)name
{
return _name;
}
但是這樣_name靜態(tài)全局變量與類并沒有關(guān)聯(lián)，無論對(duì)象創(chuàng)建與銷毀妆毕，只要程序在運(yùn)行_name變量就存在慎玖，并不是真正意義上的屬性。
- 方法二：使用RunTime動(dòng)態(tài)添加屬性
RunTime提供了動(dòng)態(tài)添加屬性和獲得屬性的方法笛粘。
-(void)setName:(NSString *)name
{
objc_setAssociatedObject(self, @"name",name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
-(NSString *)name
{
return objc_getAssociatedObject(self, @"name");
}
1. 動(dòng)態(tài)添加屬性
objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy);
參數(shù)一：id object : 給哪個(gè)對(duì)象添加屬性趁怔，這里要給自己添加屬性，用self薪前。
參數(shù)二：void * == id key : 屬性名润努，根據(jù)key獲取關(guān)聯(lián)對(duì)象的屬性的值，在objc_getAssociatedObject中通過次key獲得屬性的值并返回示括。
參數(shù)三：id value : 關(guān)聯(lián)的值铺浇，也就是set方法傳入的值給屬性去保存。
參數(shù)四：objc_AssociationPolicy policy : 策略垛膝，屬性以什么形式保存鳍侣。
有以下幾種
typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy) {
OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0, // 指定一個(gè)弱引用相關(guān)聯(lián)的對(duì)象
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, // 指定相關(guān)對(duì)象的強(qiáng)引用，非原子性
OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3, // 指定相關(guān)的對(duì)象被復(fù)制吼拥，非原子性
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401, // 指定相關(guān)對(duì)象的強(qiáng)引用倚聚，原子性
OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403 // 指定相關(guān)的對(duì)象被復(fù)制，原子性
};
key值只要是一個(gè)指針即可凿可，我們可以傳入@selector(name)
1. 獲得屬性
objc_getAssociatedObject(id object, const void *key);
參數(shù)一：id object : 獲取哪個(gè)對(duì)象里面的關(guān)聯(lián)的屬性惑折。
參數(shù)二：void * == id key : 什么屬性，與objc_setAssociatedObject中的key相對(duì)應(yīng)枯跑，即通過key值取出value惨驶。
1. 移除所有關(guān)聯(lián)對(duì)象
- (void)removeAssociatedObjects
{
// 移除所有關(guān)聯(lián)對(duì)象
objc_removeAssociatedObjects(self);
}
此時(shí)已經(jīng)成功給NSObject添加name屬性，并且NSObject對(duì)象可以通過點(diǎn)語法為屬性賦值敛助。
NSObject *objc = [[NSObject alloc]init];
objc.name = @"xx_cc";
NSLog(@"%@",objc.name);
可以看出關(guān)聯(lián)對(duì)象的使用非常簡(jiǎn)單敞咧，接下來我們來探尋關(guān)聯(lián)對(duì)象的底層原理
關(guān)聯(lián)對(duì)象原理
實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)對(duì)象技術(shù)的核心對(duì)象有
- AssociationsManager
- AssociationsHashMap
- ObjectAssociationMap
- ObjcAssociation
其中Map同我們平時(shí)使用的字典類似。通過key-value一一對(duì)應(yīng)存值辜腺。
對(duì)關(guān)聯(lián)對(duì)象技術(shù)的核心對(duì)象有了一個(gè)大概的意識(shí)休建，我們通過源碼來探尋這些對(duì)象的存在形式以及其作用
objc_setAssociatedObject函數(shù)
來到runtime源碼，首先找到objc_setAssociatedObject函數(shù)评疗，看一下其實(shí)現(xiàn)
objc_setAssociatedObject函數(shù)實(shí)現(xiàn)
我們看到其實(shí)內(nèi)部調(diào)用的是_object_set_associative_reference函數(shù)测砂，我們來到_object_set_associative_reference函數(shù)中
_object_set_associative_reference函數(shù)
_object_set_associative_reference函數(shù)內(nèi)部
_object_set_associative_reference函數(shù)內(nèi)部我們可以全部找到我們上面說過的實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)對(duì)象技術(shù)的核心對(duì)象。接下來我們來一個(gè)一個(gè)看其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理探尋他們之間的關(guān)系百匆。
AssociationsManager
通過AssociationsManager內(nèi)部源碼發(fā)現(xiàn)砌些，AssociationsManager內(nèi)部有一個(gè)AssociationsHashMap對(duì)象。
AssociationsManager內(nèi)部
AssociationsHashMap
我們來看一下AssociationsHashMap內(nèi)部的源碼加匈。
AssociationsHashMap內(nèi)部
通過AssociationsHashMap內(nèi)部源碼我們發(fā)現(xiàn)AssociationsHashMap繼承自u(píng)nordered_map首先來看一下unordered_map內(nèi)的源碼
unordered_map內(nèi)部分源碼
從unordered_map源碼中我們可以看出_Key和_Tp也就是前兩個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)著map中的Key和Value存璃，那么對(duì)照上面AssociationsHashMap內(nèi)源碼發(fā)現(xiàn)_Key中傳入的是disguised_ptr_t，_Tp中傳入的值則為ObjectAssociationMap*雕拼。
緊接著我們來到ObjectAssociationMap中纵东，上圖中ObjectAssociationMap已經(jīng)標(biāo)記出，我們發(fā)現(xiàn)ObjectAssociationMap中同樣以key啥寇、Value的方式存儲(chǔ)著ObjcAssociation偎球。
接著我們來到ObjcAssociation中
ObjcAssociation
我們發(fā)現(xiàn)ObjcAssociation存儲(chǔ)著_policy、_value辑甜，而這兩個(gè)值我們可以發(fā)現(xiàn)正是我們調(diào)用objc_setAssociatedObject函數(shù)傳入的值衰絮，也就是說我們?cè)谡{(diào)用objc_setAssociatedObject函數(shù)中傳入的value和policy這兩個(gè)值最終是存儲(chǔ)在ObjcAssociation中的。
現(xiàn)在我們已經(jīng)對(duì)AssociationsManager磷醋、 AssociationsHashMap猫牡、 ObjectAssociationMap、ObjcAssociation四個(gè)對(duì)象之間的關(guān)系有了簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)邓线，那么接下來我們來細(xì)讀源碼淌友，看一下objc_setAssociatedObject函數(shù)中傳入的四個(gè)參數(shù)分別放在哪個(gè)對(duì)象中充當(dāng)什么作用。
重新回到_object_set_associative_reference函數(shù)實(shí)現(xiàn)中
_object_set_associative_reference函數(shù)內(nèi)部
細(xì)讀上述源碼我們可以發(fā)現(xiàn)褂痰，首先根據(jù)我們傳入的value經(jīng)過acquireValue函數(shù)處理獲取new_value亩进。acquireValue函數(shù)內(nèi)部其實(shí)是通過對(duì)策略的判斷返回不同的值
acquireValue函數(shù)內(nèi)部
之后創(chuàng)建AssociationsManager manager;以及拿到manager內(nèi)部的AssociationsHashMap即associations。
之后我們看到了我們傳入的第一個(gè)參數(shù)object
object經(jīng)過DISGUISE函數(shù)被轉(zhuǎn)化為了disguised_ptr_t類型的disguised_object缩歪。
DISGUISE函數(shù)
DISGUISE函數(shù)其實(shí)僅僅對(duì)object做了位運(yùn)算
之后我們看到被處理成new_value的value归薛，同policy被存入了ObjcAssociation中。
而ObjcAssociation對(duì)應(yīng)我們傳入的key被存入了ObjectAssociationMap中匪蝙。
disguised_object和ObjectAssociationMap則以key-value的形式對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)在associations中也就是AssociationsHashMap中主籍。
關(guān)鍵代碼
如果我們value設(shè)置為nil的話那么會(huì)執(zhí)行下面的代碼
value為nil
從上述代碼中可以看出，如果我們?cè)O(shè)置value為nil時(shí)逛球，就會(huì)將關(guān)聯(lián)對(duì)象從ObjectAssociationMap中移除千元。
最后我們通過一張圖可以很清晰的理清楚其中的關(guān)系
關(guān)聯(lián)對(duì)象底層對(duì)象關(guān)系
通過上圖我們可以總結(jié)為：一個(gè)實(shí)例對(duì)象就對(duì)應(yīng)一個(gè)ObjectAssociationMap，而ObjectAssociationMap中存儲(chǔ)著多個(gè)此實(shí)例對(duì)象的關(guān)聯(lián)對(duì)象的key以及ObjcAssociation颤绕，為ObjcAssociation中存儲(chǔ)著關(guān)聯(lián)對(duì)象的value和policy策略幸海。
由此我們可以知道關(guān)聯(lián)對(duì)象并不是放在了原來的對(duì)象里面祟身，而是自己維護(hù)了一個(gè)全局的map用來存放每一個(gè)對(duì)象及其對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)屬性表格。
objc_getAssociatedObject函數(shù)
objc_getAssociatedObject內(nèi)部調(diào)用的是_object_get_associative_reference
objc_getAssociatedObject
_object_get_associative_reference函數(shù)
_object_get_associative_reference函數(shù)
從_object_get_associative_reference函數(shù)內(nèi)部可以看出物独，向set方法中那樣袜硫，反向?qū)alue一層一層取出最后return出去。
objc_removeAssociatedObjects函數(shù)
objc_removeAssociatedObjects用來刪除所有的關(guān)聯(lián)對(duì)象挡篓，objc_removeAssociatedObjects函數(shù)內(nèi)部調(diào)用的是_object_remove_assocations函數(shù)
objc_removeAssociatedObjects函數(shù)
_object_remove_assocations函數(shù)
_object_remove_assocations函數(shù)
上述源碼可以看出_object_remove_assocations函數(shù)將object對(duì)象向?qū)?yīng)的所有關(guān)聯(lián)對(duì)象全部刪除婉陷。
總結(jié)：
關(guān)聯(lián)對(duì)象并不是存儲(chǔ)在被關(guān)聯(lián)對(duì)象本身內(nèi)存中，而是存儲(chǔ)在全局的統(tǒng)一的一個(gè)AssociationsManager中官研，如果設(shè)置關(guān)聯(lián)對(duì)象為nil秽澳，就相當(dāng)于是移除關(guān)聯(lián)對(duì)象。
此時(shí)我們我們?cè)诨剡^頭來看objc_AssociationPolicy policy參數(shù): 屬性以什么形式保存的策略戏羽。
typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy) {
OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0, // 指定一個(gè)弱引用相關(guān)聯(lián)的對(duì)象
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, // 指定相關(guān)對(duì)象的強(qiáng)引用担神，非原子性
OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3, // 指定相關(guān)的對(duì)象被復(fù)制，非原子性
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401, // 指定相關(guān)對(duì)象的強(qiáng)引用蛛壳，原子性
OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403 // 指定相關(guān)的對(duì)象被復(fù)制杏瞻，原子性
};
我們會(huì)發(fā)現(xiàn)其中只有RETAIN和COPY而為什么沒有weak呢？
總過上面對(duì)源碼的分析我們知道衙荐，object經(jīng)過DISGUISE函數(shù)被轉(zhuǎn)化為了disguised_ptr_t類型的disguised_object捞挥。
disguised_ptr_t disguised_object = DISGUISE(object);
而同時(shí)我們知道，weak修飾的屬性忧吟，當(dāng)沒有擁有對(duì)象之后就會(huì)被銷毀砌函，并且指針置位nil，那么在對(duì)象銷毀之后溜族，雖然在map中既然存在值object對(duì)應(yīng)的AssociationsHashMap讹俊，但是因?yàn)閛bject地址已經(jīng)被置位nil，會(huì)造成壞地址訪問而無法根據(jù)object對(duì)象的地址轉(zhuǎn)化為disguised_object了煌抒。
