探究Category本质探究Category本质

细致的看了下Category的东西，记录一下。
【探究Category本质】Category用途：
1.进行类扩展
2.hook一个方法
3.重写已有类中的一个方法
跟着代码走不会错。
首先创建三个类分别是Person，Person+eat,Person+sleep。

//1 Person @interface Person : NSObject - (void)run; @end//2 Person+eat @interface Person (eat) - (void)eat; @end//3 Person+sleep @interface Person (sleep) - (void)sleep; @end

cpp 重写 Person+eat 代码
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc Person+eat.m -o Person+eat-arm64.cpp
可以看到Category类的结构：

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; };

发现有一个 struct _category_t 类型的 _OBJC_$_CATEGORY_Person_$_eat

static struct _category_t _OBJC_$_CATEGORY_Person_$_eat __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = { "Person", 0, // &OBJC_CLASS_$_Person, (const struct _method_list_t *)&_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Person_$_eat, 0, 0, 0, };

由于我只写了一个对象方法，所以变量中只有 _method_list_t
然后我们看看Category的源码：
https://opensource.apple.com/tarballs/ 找到 objc4,下载源码。

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); };

代码结构和 cpp 重写的略有不同
结构看接口大概就知道什么意思，类名，对象方法列表，类对象方法列表，协议列表等等。
然后我们深入去看，类别如何将方法，属性合并到已有类中的。
1.objc-os.mm 文件
2.map_images方法
3.map_images_nolock方法
4._read_images方法
5.remethodizeClass 重新组织方法

static void remethodizeClass(Class cls) { category_list *cats; bool isMeta; runtimeLock.assertWriting(); isMeta = cls->isMetaClass(); // Re-methodizing: check for more categories if ((cats = unattachedCategoriesForClass(cls, false/*not realizing*/))) { if (PrintConnecting) { _objc_inform("CLASS: attaching categories to class '%s' %s", cls->nameForLogging(), isMeta ? "(meta)" : ""); }attachCategories(cls, cats, true /*flush caches*/); free(cats); } }

点击 attachCategories 进入到方法中

static void attachCategories(Class cls, category_list *cats, bool flush_caches) { if (!cats) return; if (PrintReplacedMethods) printReplacements(cls, cats); bool isMeta = cls->isMetaClass(); // fixme rearrange to remove these intermediate allocations //二维数组 [[method_t,method_t],[method_t,method_t]] method_list_t **mlists = (method_list_t **) malloc(cats->count * sizeof(*mlists)); property_list_t **proplists = (property_list_t **) malloc(cats->count * sizeof(*proplists)); protocol_list_t **protolists = (protocol_list_t **) malloc(cats->count * sizeof(*protolists)); // Count backwards through cats to get newest categories first int mcount = 0; int propcount = 0; int protocount = 0; int i = cats->count; bool fromBundle = NO; while (i--) {//最后的分类，优先放到方法前面 //取出某个分类 auto& entry = cats->list[i]; method_list_t *mlist = entry.cat->methodsForMeta(isMeta); if (mlist) { mlists[mcount++] = mlist; fromBundle |= entry.hi->isBundle(); }property_list_t *proplist = entry.cat->propertiesForMeta(isMeta, entry.hi); if (proplist) { proplists[propcount++] = proplist; }protocol_list_t *protolist = entry.cat->protocols; if (protolist) { protolists[protocount++] = protolist; } }//得到类对象的数据 auto rw = cls->data(); prepareMethodLists(cls, mlists, mcount, NO, fromBundle); //将所有分类的方法，附加到我们的类方法列表中 rw->methods.attachLists(mlists, mcount); free(mlists); if (flush_caches&&mcount > 0) flushCaches(cls); rw->properties.attachLists(proplists, propcount); free(proplists); rw->protocols.attachLists(protolists, protocount); free(protolists); }

有详细的注释，主要注意的地方：
while (i--) 说明是后面的category 方法列表 先放到mlists数组里，cats->list顺序与 compile soure 的编译顺序相关。说明最后的分类，优先放到方法前面。
进入到

rw->methods.attachLists(mlists, mcount);

方法中，源码如下：

void attachLists(List* const * addedLists, uint32_t addedCount) { if (addedCount == 0) return; //addedCount 分类个数 if (hasArray()) { // many lists -> many lists uint32_t oldCount = array()->count; uint32_t newCount = oldCount + addedCount; //realloc 重新创建 array()，大小是类中原来的方法列表数量+categoory方法列表数量 setArray((array_t *)realloc(array(), array_t::byteSize(newCount))); array()->count = newCount; //移动，将原来的方法列表移动到后面，移动了addedCount，相当于把分类方法列表的位置给空出来，其实index是 memmove(array()->lists + addedCount, array()->lists, oldCount * sizeof(array()->lists[0])); //将分类方法列表，拷贝到数组中，起始是0 memcpy(array()->lists, addedLists, addedCount * sizeof(array()->lists[0])); } }

很关键的两个点：memmove,memcpy
memmove : [3,4,2,1] - > 右移2位 - > [3,4,3,4]。
可以完整的挪动3和4
memcpy:[3,4,2,1] - > 右移2位 - > [3,3,3,1]。
3移动到4，4位置变成3，4位置的3再移动到2位置，2位置的元素变成3，因此memcpy 会丢失原有的元素。
综上总结一下：
1.Category本质是个_category_t结构体
2.Category通过runtime动态将分类的方法合并到类对象、元类对象中
3.合并方法时，realloc 重新创建 array() （二维数组**method_lists），首先将原来的方法列表移动到后面，把Category的方法列表位置空出来，然后将Category_list的方法列表拷贝到array() 中。
4.Category_list 的顺序，与 commplie source 顺序有关。
5.对于同一个方法后加入的类别会覆盖先加入的类别中和类中的方法