底層原理:分類(lèi)的加載

分類(lèi)的本質(zhì)

方式一通過(guò)clang方式探究
通過(guò)clang -rewrite-objc xxxx.m -o xxxx.cpp,查看生成的xxxx.cpp∥肚模可以看到

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_$_CATEGORY_LGPerson_$_Lq __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = 
{
    "LGPerson",
    0, // &OBJC_CLASS_$_LGPerson,
    (const struct _method_list_t *)&_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_LGPerson_$_Lq,
    (const struct _method_list_t *)&_OBJC_$_CATEGORY_CLASS_METHODS_LGPerson_$_Lq,
    (const struct _protocol_list_t *)&_OBJC_CATEGORY_PROTOCOLS_$_LGPerson_$_Lq,
    (const struct _prop_list_t *)&_OBJC_$_PROP_LIST_LGPerson_$_Lq,
};

從上面的代碼看對(duì)照著看,instance_methods對(duì)應(yīng)_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_LGPerson纽疟,class_methods對(duì)應(yīng)_CATEGORY_CLASS_METHODS_LGPerson盛泡,protocols對(duì)應(yīng)OBJC_CATEGORY_PROTOCOLS_LGPerson,properties對(duì)應(yīng)OBJC__PROP_LIST_LGPerson夷蚊。對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)我們可以在cpp中看到构挤。
實(shí)例方法列表.方法的格式為:sel+簽名+實(shí)現(xiàn)地址。

_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_LGPerson_$_Lq __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = {
    sizeof(_objc_method),
    4,
    {{(struct objc_selector *)"lq_firCreatInstanceMethod", "v16@0:8", (void *)_I_LGPerson_Lq_lq_firCreatInstanceMethod},
    {(struct objc_selector *)"lq_secCreatInstanceMethod", "v16@0:8", (void *)_I_LGPerson_Lq_lq_secCreatInstanceMethod},
    {(struct objc_selector *)"lq_threeCreatInstanceMethod", "v16@0:8", (void *)_I_LGPerson_Lq_lq_threeCreatInstanceMethod},
    {(struct objc_selector *)"lq_fourCreatInstanceMethod", "v16@0:8", (void *)_I_LGPerson_Lq_lq_fourCreatInstanceMethod}}
};

類(lèi)方法列表

 _OBJC_$_CATEGORY_CLASS_METHODS_LGPerson_$_Lq __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = {
    sizeof(_objc_method),
    2,
    {{(struct objc_selector *)"lq_creatClassMethod", "v16@0:8", (void *)_C_LGPerson_Lq_lq_creatClassMethod},
    {(struct objc_selector *)"lq_NoClassMethod", "v16@0:8", (void *)_C_LGPerson_Lq_lq_NoClassMethod}}
};
_OBJC_CATEGORY_PROTOCOLS_$_LGPerson_$_Lq __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = {
    1,
    &_OBJC_PROTOCOL_LqDelegate
};

struct _protocol_t _OBJC_PROTOCOL_LqDelegate __attribute__ ((used)) = {
    0,
    "LqDelegate",
    (const struct _protocol_list_t *)&_OBJC_PROTOCOL_REFS_LqDelegate,
    (const struct method_list_t *)&_OBJC_PROTOCOL_INSTANCE_METHODS_LqDelegate,
    0,
    0,
    0,
    0,
    sizeof(_protocol_t),
    0,
    (const char **)&_OBJC_PROTOCOL_METHOD_TYPES_LqDelegate
};
struct _protocol_t *_OBJC_LABEL_PROTOCOL_$_LqDelegate = &_OBJC_PROTOCOL_LqDelegate;

屬性列表

_OBJC_$_PROP_LIST_LGPerson_$_Lq __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = {
    sizeof(_prop_t),
    2,
    {{"userName","T@\"NSString\",&,N"},
    {"age","Tq,N"}}
};

方式二通過(guò)objc源碼探究
分類(lèi)在底層源碼中是一個(gè)category_t的結(jié)構(gòu)體惕鼓。

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);
    protocol_list_t *protocolsForMeta(bool isMeta) {
        if (isMeta) return nullptr;
        else return protocols;
    }
}

從結(jié)構(gòu)體可以看到其中包含的元素有:

  • 分類(lèi)關(guān)聯(lián)的類(lèi)名
  • 分類(lèi)關(guān)聯(lián)的類(lèi)
  • 實(shí)例方法列表
  • 類(lèi)方法列表
  • 協(xié)議列表
  • 屬性列表
  • 類(lèi)屬性列表

結(jié)論
分類(lèi)的本質(zhì)是一個(gè)_category_t類(lèi)型體筋现。
兩個(gè)方法列表分別存儲(chǔ)實(shí)例方法以及類(lèi)方法。
有屬性列表存放定義的屬性
協(xié)議列表存儲(chǔ)分類(lèi)中實(shí)現(xiàn)的協(xié)議箱歧。
分類(lèi)沒(méi)實(shí)例變量列表的矾飞,所以分類(lèi)不能添加實(shí)例變量的。
在分類(lèi)中定義了屬性只會(huì)有setter呀邢、getter的聲明洒沦,需要手動(dòng)去實(shí)現(xiàn)setter、getter价淌。

分類(lèi)的加載

在之前的研究中我們知道了類(lèi)的加載申眼,其中也看到了對(duì)分類(lèi)加載的處理

在methodizeClass方法中
 // Attach categories.
    if (previously) {
        if (isMeta) {
            objc::unattachedCategories.attachToClass(cls, previously,
                                                     ATTACH_METACLASS);
        } else {
            // When a class relocates, categories with class methods
            // may be registered on the class itself rather than on
            // the metaclass. Tell attachToClass to look for those.
            objc::unattachedCategories.attachToClass(cls, previously,
                                                     ATTACH_CLASS_AND_METACLASS);
        }
    }

分類(lèi)通過(guò)attachToClass方法加載。

void attachToClass(Class cls, Class previously, int flags)
    {
        runtimeLock.assertLocked();
        ASSERT((flags & ATTACH_CLASS) ||
               (flags & ATTACH_METACLASS) ||
               (flags & ATTACH_CLASS_AND_METACLASS));

        auto &map = get();
        auto it = map.find(previously);

        if (it != map.end()) {
            category_list &list = it->second;
            if (flags & ATTACH_CLASS_AND_METACLASS) {
                int otherFlags = flags & ~ATTACH_CLASS_AND_METACLASS;
                attachCategories(cls, list.array(), list.count(), otherFlags | ATTACH_CLASS);
                attachCategories(cls->ISA(), list.array(), list.count(), otherFlags | ATTACH_METACLASS);
            } else {
                attachCategories(cls, list.array(), list.count(), flags);
            }
            map.erase(it);
        }
    }

然后在attachToClass調(diào)用attachCategories方法蝉衣,實(shí)現(xiàn)將方法列表括尸、屬性和協(xié)議從類(lèi)別附加到類(lèi)。所有的分類(lèi)是按照順序進(jìn)行加載的病毡。attachCategories中詳細(xì)的處理步驟就不做過(guò)多分析濒翻。

加載時(shí)機(jī)

attachCategories方法中是實(shí)現(xiàn)了分類(lèi)的加載的處理的,那么分類(lèi)是在什么時(shí)機(jī)加載的我們可以通過(guò)attachCategories的調(diào)用來(lái)簡(jiǎn)單的分析下。
首先我們找到attachToClass方法

    void attachToClass(Class cls, Class previously, int flags)
    {
        runtimeLock.assertLocked();
        ASSERT((flags & ATTACH_CLASS) ||
               (flags & ATTACH_METACLASS) ||
               (flags & ATTACH_CLASS_AND_METACLASS));

        auto &map = get();
        auto it = map.find(previously);

        if (it != map.end()) {
            category_list &list = it->second;
            if (flags & ATTACH_CLASS_AND_METACLASS) {
                int otherFlags = flags & ~ATTACH_CLASS_AND_METACLASS;
                attachCategories(cls, list.array(), list.count(), otherFlags | ATTACH_CLASS);
                attachCategories(cls->ISA(), list.array(), list.count(), otherFlags | ATTACH_METACLASS);
            } else {
                attachCategories(cls, list.array(), list.count(), flags);
            }
            map.erase(it);
        }
    }

然后找到了了load_categories_nolock方法肴焊。

static void load_categories_nolock(header_info *hi) {
    bool hasClassProperties = hi->info()->hasCategoryClassProperties();

    size_t count;
    auto processCatlist = [&](category_t * const *catlist) {
        for (unsigned i = 0; i < count; i++) {
            category_t *cat = catlist[i];
            Class cls = remapClass(cat->cls);
            locstamped_category_t lc{cat, hi};

            if (!cls) {
                // 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()) {
                // 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()) {
                        attachCategories(cls, &lc, 1, ATTACH_EXISTING);
                    } else {
                        objc::unattachedCategories.addForClass(lc, cls);
                    }
                }

                if (cat->classMethods  ||  cat->protocols
                    ||  (hasClassProperties && cat->_classProperties))
                {
                    if (cls->ISA()->isRealized()) {
                        attachCategories(cls->ISA(), &lc, 1, ATTACH_EXISTING | ATTACH_METACLASS);
                    } else {
                        objc::unattachedCategories.addForClass(lc, cls->ISA());
                    }
                }
            }
        }
    };
    processCatlist(_getObjc2CategoryList(hi, &count));
    processCatlist(_getObjc2CategoryList2(hi, &count));
}

通過(guò)打印以及調(diào)試發(fā)現(xiàn)分類(lèi)的加載的調(diào)用順序?yàn)閘oad_images->loadAllCategories->load_categories_nolock->attachCategories前联。

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
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