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一、概要

主要说明分类和扩展的基本作用，然后从runtime方面深入抛析分类和扩展的原理。

二、分类

分类是运行时的决议，一般用来分解体积庞大的文件，分类可以添加实例方法、类方法、协议、属性（不能添加实例变量）。简单来说下Category的实现原理，其实就是运行时生成category_t结构体，将实例方法、类方法、协议、属性放入了objc_class的class_rw_t中，这样就实现了向类中加入了这些东西。下面从runtime源码方面深入了解Catetory的实现。

2.1 Category的内存结构

每个分类在编译后会生成一个category_t结构体，该结构体中存储着分类的实例方法、类方法、协议列表、属性等信息。具体struct如下图所示：

2.2 Category如何加载

对于OC的runtime,方法入口如下(ojbc-os-mm文件)：

category被添加到类上面是在map_images发生的，又会调用_read_images方法，而在_read_images方法中，调用load_categories_nolock，有以下的代码：

由上图可知，调用了attachCategories的方法来将Category有关信息来绑定到cls中，具体代码如下：

由上图可知，将Catetory的方法、属性、协议添加到rw结构体的methods、properties、protocols属性中，并调用了attachLists方法。class_rw_ext_t结构代码如下：

对于method_array_t是C++的类，继承list_array_tt，这个结构中具体实现了attachLists方法，具体代码如下：

2.3 总结

1）category的方法的添加，并不是"完全替换"（只是插到了它的前面），也就是说如果category和原来类都有methodA，那么category附加完成之后，类的方法列表里会有两个methodA。

2）category的方法被放到了新方法列表的前面，而原来类的方法被放到了新方法列表的后面，这也就是我们平常所说的category的方法会“覆盖”掉原来类的同名方法，这是因为运行时在查找方法的时候是顺着方法列表的顺序查找的，它只要一找到对应名字的方法，就会停止，但是后面可能还有一样名字的方法。

3）category不能为class添加变量：

• category本身就没有ivar

• 在编译期间class的ro结构已经定好，运行时添加实例变量，会破坏原有的内存结构，甚至会覆盖下一个obj的isa指针。

三 category和关联对象

由第二章可知category里面是无法为class添加实例变量的，但是如果需要添加和对象相关联的值，可以使用关联对象来解决。

3.1 关联对象的使用

3.1.1 objc_setAssociatedObject

objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)

• object是给某个对象

• key是关联对象的key值

• value是具体关联的对象值

• policy是关联对象的存储属性

3.1.2 objc_getAssociatedObject

id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)

• 返回值通过key得到的绑定对象

• object是某个对象

• key是关联对象所对应的key

3.2 关联对象的原理

关联对象其实所有的关联对象都由AssociationsManager管理，里面是由一个静态AssociationsHashMap来存储所有的关联对象的。这相当于把所有对象的关联对象都存在一个全局map里面。而map的的key是这个对象的指针地址（任意两个不同对象的指针地址一定是不同的），而这个map的value又是另外一个AssociationsHashMap，里面保存了关联对象的key->ObjcAssociation。AssociationsManager结构如下：

关联对象类图如下：

3.2.1 objc_setAssociatedObject

objc_setAssociatedObject在objc-runtime.mm文件中调用了objc-references.mm文件中的_object_set_associative_reference方法，具体代码如下：

3.2.1 objc_getAssociatedObject

objc_getAssociatedObject在objc-runtime.mm文件中调用了objc-references.mm文件中的_object_get_associative_reference方法，具体代码如下：

四、扩展

扩展并没有向分类一样，生成category_t数据结构，扩展中声明的方法、成员变量等都会直接添加到cls的结构中，所以扩展不同与分类，可以为类添加实例变量。扩展常用来定义一些私有的方法和属性，一般写在.m文件中。