Category In Objective-C

来源

Objective-C 2.0中新增的语言特性

可以用来做什么 ?

1. 扩展已有的类 (仅限于为已有类增加方法) ;

2. 分割类实现 ;

   官方原文: Distribute the implementation of your own classes into separate source files—for example, you could group the methods of a large class into several categories and put each category in a different file.

   几个显而易见的好处 :
   a. 可以减少单个文件的体积 ;
   b. 可以把不同的功能组织到不同的category里 ;
   c. 可以由多个开发者共同完成一个类 ;
   d. 可以按需加载想要的category ;

3. 声明私有方法 ; (虽然是apple推荐, 但我并没有理解这么做有什么卵用) ;

   /** 官方示例代码, MyClass.m file*/ 
   #import "MyClass.h"@interface MyClass (PrivateMethods)
   // private method declarations
   @end@implementation MyClass
   // private method definitions
   @end
   

4. 模拟多继承 ;

5. 把framework的私有方法公开 ;

Category的本质是什么 ?

所有的Objective-C的类和对象，在 runtime 层都是用 struct 表示的，category 也不例外, 在 objc-class.h 中, 找到如下定义 :

/* *	Category Template*/
typedef struct objc_category *Category;struct objc_category {char *category_name;char *class_name;struct objc_method_list *instance_methods;struct objc_method_list *class_methods;struct objc_protocol_list *protocols;
};

从 Category 的定义中, 不难窥测, 其可为与不可也 ~ (可以增加 instance_methods, class_methods, protocols, 不可增加 instance, 故若在 Category 中新增 Property, 本质只会保留方法声明)

Category的实现分析

1. 生成测试代码

/** SQIClass.h 文件*/#import @interface SQIClass : NSObject- (void)sqiFunc;@end@interface SQIClass(SQIAddition)@property(nonatomic, copy) NSString *sqiProperty;- (void)sqiFunc;@end

/** SQIClass.m 文件*/#import "SQIClass.h"@implementation SQIClass- (void)sqiFunc
{NSLog(@"%@",@"I'm SQIClass func");
}@end@implementation SQIClass(SQIAddition)- (void)sqiFunc
{NSLog(@"%@",@"I'm SQIAddition func");
}@end

确定分析工具

$ clang -rewrite-objc SQIClass.m

clang -rewrite-objc 的作用是把oc代码转写成c/c++代码，这里选用它来窥探 OC Category 的底层实现.

具体分析 (SQIClass.cpp文件的源码分析)

以上命令会在当前目录生成大小为 3.8MB 的文件 (SQIClass.cpp), 代码共 65475 行 🤣🤮

生成文件及相关源码下载地址

Category 的 C++ 定义

// 起始于 65354 行
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;
};

与上文的 struct objc_category 基本一一对应, 多出来的 properties 暂时忽略.

Category增加的实例方法列表

// 起始于 65431 行
static struct /*_method_list_t*/ {unsigned int entsize;  // sizeof(struct _objc_method)unsigned int method_count;struct _objc_method method_list[1];
} _OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_SQIClass_$_SQIAddition __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = {sizeof(_objc_method),1,{{(struct objc_selector *)"sqiFunc", "v16@0:8", (void *)_I_SQIClass_SQIAddition_sqiFunc}}
};

实例方法列表为: _OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_SQIClass_$_SQIAddition, method_count 值为 1, 说明共有 1 个方法.

Category增加的属性列表

// 起始于 65441 行
static struct /*_prop_list_t*/ {unsigned int entsize;  // sizeof(struct _prop_t)unsigned int count_of_properties;struct _prop_t prop_list[1];
} _OBJC_$_PROP_LIST_SQIClass_$_SQIAddition __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = {sizeof(_prop_t),1,{{"sqiProperty","T@\"NSString\",C,N"}}
};

属性列表为: _OBJC_$_PROP_LIST_SQIClass_$_SQIAddition, count_of_properties 的值为 1, 说明共有 1 个属性.

创建分类实体, 并用上面的列表对象初始化

static struct _category_t _OBJC_$_CATEGORY_SQIClass_$_SQIAddition __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = 
{"SQIClass",0, // &OBJC_CLASS_$_SQIClass,(const struct _method_list_t *)&_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_SQIClass_$_SQIAddition,0,0,(const struct _prop_list_t *)&_OBJC_$_PROP_LIST_SQIClass_$_SQIAddition,
};

在DATA段下的objc_catlist section里保存了一个大小为1的_category_t的数组

// start line: 65472
static struct _category_t *L_OBJC_LABEL_CATEGORY_$ [1] __attribute__((used, section ("__DATA, __objc_catlist,regular,no_dead_strip")))= {&_OBJC_$_CATEGORY_SQIClass_$_SQIAddition,
};