1. Category的底層結(jié)構(gòu)

通過runtime動態(tài)的將分類的方法合并到類對象或元類對象中,程序編譯的時:category會生成,category中的信息會存儲在struct _category_t中.

struct _category_t {
    const char *name;//類名
    struct _class_t *cls;
    const struct _method_list_t *instance_methods;//實例方法
    const struct _method_list_t *class_methods;//類方法
    const struct _protocol_list_t *protocols;//協(xié)議
    const struct _prop_list_t *properties;//屬性
};

category的結(jié)構(gòu).png

1. 從結(jié)構(gòu)體可以知道，有屬性列表,所以分類可以聲明屬性，但是分類只會生成該屬性對應(yīng)的get和set的聲明，沒有去實現(xiàn)該方法。
2. 結(jié)構(gòu)體沒有成員變量列表，所以不能聲明成員變量。
3. 分類并不會改變原有類的內(nèi)存分布的情況，它是在運行期間決定的，此時內(nèi)存的分布已經(jīng)確定，若此時再添加實例會改變內(nèi)存的分布情況，這對編譯性語言是災(zāi)難，是不允許的。

category的源碼閱讀軌跡:

• objc-os.mm

1. _objc_init
2. map_images
3. map_images_nolock

• objc-runtime-new.mm

1. _read_images
2. remethodizeClass
3. attachCategories
4. attachLists
5. realloc、memmove、 memcpy

category的源碼分析
① readimges 是讀取模塊的意思,參數(shù)有totalClass是所有的類的意思.
②.remethodizeClass是重新組織類的方法的意思
③.attachCategories是將分類重新規(guī)整,參數(shù)有兩個:一個類名,一個是分類的數(shù)組,在內(nèi)部有一個方法數(shù)組的二維數(shù)組,一個屬性數(shù)組的二維數(shù)組,一個協(xié)議的二維數(shù)組,把所有Category的方法、屬性、協(xié)議數(shù)據(jù)，合并到一個大數(shù)組中.(attachCategories)
④.attachLists有兩個參數(shù)一個所有category的方法列表或?qū)傩粤斜砘騾f(xié)議列表的數(shù)組和第二個參數(shù)傳入的數(shù)組的count,realloc重新計算方法列表分配的內(nèi)存大小,memmove移動原來的方法數(shù)據(jù)到末尾,memcpy分類的數(shù)據(jù)插入到原來數(shù)據(jù)的前面.

順序的總體的概括:

1. 通過Runtime加載某個類的所有Category數(shù)據(jù).
2. 把所有Category的方法、屬性、協(xié)議數(shù)據(jù)，合并到一個大數(shù)組中
   后面參與編譯的Category數(shù)據(jù)，會在數(shù)組的前面.
3. 將合并后的分類數(shù)據(jù)（方法、屬性、協(xié)議），插入到類原來數(shù)據(jù)的前面.

category memmove到memcpy的過程流程圖:

category-memmove-memcpy(1).png

category-memmove-memcpy(2).png

代碼例子:

// 原來的類和分類看Demo，這里就不列舉出來了
// 開始調(diào)用
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        Person *person = [[Person alloc] init];
        [person run];
        [person test];
        [person eat];
        // 通過runtime動態(tài)將分類的方法合并到類對象、元類對象zhong
    }
    return 0;
}

log日志.png

Build Phases.png

通過運行結(jié)果可知，分類方法會覆蓋原來類對象方法，并且最后參與編譯的會在調(diào)用順序最前面。(其實不是覆蓋,只是尋找方法時的順序.)

這里有2個關(guān)于category的問題
1.分類中能不能添加屬性,為什么？
不能。類的內(nèi)存布局在編譯時期就已經(jīng)確定了，category是運行時才加載的早已經(jīng)確定了內(nèi)存布局所以無法添加實例變量，如果添加實例變量就會破壞category的內(nèi)部布局。
2.為什么說category是在運行時加載的？不能添加實例變量，那為什么能添加屬性？
根據(jù)category_t的結(jié)構(gòu)
①.category小括號里寫的名字
②.要擴展的類對象，編譯期間這個值是不會有的，在app被runtime加載時才會根據(jù)name對應(yīng)到類對象
③.這個category所有的-方法
④.這個category所有的+方法
⑤.這個category實現(xiàn)的protocol，比較不常用在category里面實現(xiàn)協(xié)議，但是確實支持的
⑥.這個category所有的property，這也是category里面可以定義屬性的原因，不過這個property不會@synthesize實例變量，一般有需求添加實例變量屬性時會采用objc_setAssociatedObject和objc_getAssociatedObject方法綁定方法綁定，不過這種方法生成的與一個普通的實例變量完全是兩碼事。

2. +load方法和initialize方法

一. +load

+load方法會在runtime加載類、分類時調(diào)用,并且只調(diào)用一次.

• load方法的調(diào)用順序

1. 先調(diào)用類的+load.
2. 按照編譯先后順序調(diào)用（先編譯，先調(diào)用）.
3. 調(diào)用子類的+load之前會先調(diào)用父類的+load.
4. 再調(diào)用分類的+load.

• 按照編譯先后順序調(diào)用（先編譯，先調(diào)用）

1. load方法為什么類和分類都調(diào)用,原因是load方法是根據(jù)方法地址直接調(diào)用.

代碼佐證:

category的調(diào)用順序.png

• objc4源碼解讀過程：objc-os.mm

1. _objc_init
2. load_images
3. prepare_load_methods
   schedule_class_load
   add_class_to_loadable_list
   add_category_to_loadable_list
4. call_load_methods
   call_class_loads
   call_category_loads
   (*load_method)(cls, SEL_load)

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

二. +initialize方法

+initialize方法會在類第一次接收到消息時調(diào)用.(initialize應(yīng)該是objc_msgSend實現(xiàn)的)

• initialize調(diào)用順序:

1. 先調(diào)用父類的+initialize，再調(diào)用子類的+initialize.
2. (先初始化父類，再初始化子類，每個類只會初始化1次).
3. 如果分類實現(xiàn)了+initialize，就覆蓋類本身的+initialize調(diào)用.

• objc4源碼解讀過程

1. objc-msg-arm64.s
   objc_msgSend
2. objc-runtime-new.mm
   class_getInstanceMethod
   lookUpImpOrNil
   lookUpImpOrForward
   _class_initialize
   callInitialize
   objc_msgSend(cls, SEL_initialize)

調(diào)用的詳情解析:
①.class_getInstanceMethod這個是找到對象方法的方法.
②.lookUpImporNil.
③.lookUpImporForward在查找方法的時候調(diào)用_class_initialize看類是否初始化,如果沒有初始化就調(diào)用callInitialize初始化.
④._class_initialize 是一個遞歸來判斷父類是否初始化.

調(diào)用順序證明:

每個類都實現(xiàn)了+ initialize方法.png

并不是每一個類都實現(xiàn)了+ initialize方法.png

解析:
1.[Student alloc]會調(diào)用+initialize方法，因為他有父類Person，所以先調(diào)用Person的+initialize方法，又因為分類在前面，所以調(diào)用了Person(Test2)的+initialize方法。但是他自己本身沒有實現(xiàn)+initialize方法，所以會去父類查找，然后分類方法在前面，所以調(diào)用了Person(Test2)的+initialize方法。
2.[Teacher alloc]會調(diào)用+initialize方法，因為他有父類Person，所以先調(diào)用Person的+initialize方法，但是前面已經(jīng)初始化過了，所以跳過，調(diào)用自己的+initialize方法，但是因為他自己沒有實現(xiàn)+initialize方法，所以調(diào)用父類的+initialize方法，又因為分類方法在前面，所以調(diào)用Person(Test) +initialize方法。
3.[Person alloc]，因為前面已經(jīng)初始化過了，所以不會再調(diào)+initialize方法，所以這里不打印。

+initialize和+load的很大區(qū)別是，+initialize是通過objc_msgSend進行調(diào)用的，所以有以下特點:

1. 如果子類沒有實現(xiàn)+initialize，會調(diào)用父類的+initialize（所以父類的+initialize可能會被調(diào)用多次).
2. 如果分類實現(xiàn)了+initialize，就覆蓋類本身的+initialize調(diào)用.

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