| technology

Category不会想当然

Category用于向已经存在的类添加方法从而达到扩展已有类的目的，在很多情形下Category也是比创建子类更优的选择。Category用于大型类有效分解。新添加的方法会被被扩展的类的所有子类自动继承。Category也可以用于替代这个已有类中某个方法的实体，从而达到修复BUG的目的。如此就不能去调用已有类中原有的那个被替换掉方法实体了。需要注意的是，当准备有Category来替换某一个方法的时候，一定要保证实现原来方法的所有功能，否则这种替代就是没有意义而且会引起新的BUG。

Category的方法不一定非要在@implementation中实现，也可以在其他位置实现，但是当调用Category的方法时，依据继承树没有找到该方法的实现，程序则会崩溃。Category理论上不能添加变量，但是可以使用@dynamic 来弥补这种不足。

 @implementation NSObject (Category)
 @dynamic variable;
 - (id) variable
 {
 return objc_getAssociatedObject(self, externVariableKey);
 }
 - (void)setVariable:(id) variable
{
 objc_setAssociatedObject(self, externVariableKey, variable,
 OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

和子类不同的是，Category不能用于向被扩展类添加实例变量。Category通常作为一种组织框架代码的工具来使用。如果需要添加一个新的变量，则需添加子类。如果只是添加一个新的方法，用Category是比较好的选择。

runtime对category的加载过程

下面是runtime中category的结构：

struct _category_t {
const char *name; // 类的名字
struct _class_t *cls; // 要扩展的类对象，编译期间这个值是不会有的，在app被runtime加载时才会根据name对应到类对象
const struct _method_list_t *instance_methods; // 实例方法
const struct _method_list_t *class_methods; // 类方法
const struct _protocol_list_t *protocols; // 这个category实现的protocol，比较不常用在category里面实现协议，但是确实支持的
const struct _prop_list_t *properties; // 这个category所有的property，这也是category里面可以定义属性的原因，不过这个property不会@synthesize实例变量，一般有需求添加实例变量属性时会采用objc_setAssociatedObject和objc_getAssociatedObject方法绑定方法绑定，不过这种方法生成的与一个普通的实例变量完全是两码事。
};

category动态扩展了原来类的方法，在调用者看来好像原来类本来就有这些方法似的，不论有没有import category 的.h，都可以成功调用category的方法，都影响不到category的加载流程，import只是帮助了编译检查和链接过程。runtime加载完成后，category的原始信息在类结构里将不会存在。

objc runtime的加载入口是一个叫_objc_init的方法，在library加载前由libSystem dyld调用，进行初始化操作。调用map_images方法将文件中的image map到内存。调用_read_images方法初始化map后的image，这里面干了很多的事情，像load所有的类、协议和category，著名的+ load方法就是这一步调用的。category的初始化，循环调用了_getObjc2CategoryList方法。

在调用完_getObjc2CategoryList后，runtime终于开始了category的处理，首先分成两拨，一拨是实例对象相关的调用addUnattachedCategoryForClass，一拨是类对象相关的调用addUnattachedCategoryForClass，然后会调到attachCategoryMethods方法，这个方法把一个类所有的category_list的所有方法取出来组成一个method_list_t ，这里是倒序添加的，也就是说，新生成的category的方法会先于旧的category的方法插入。

生成了所有method的list之后，调用attachMethodLists将所有方法前序添加进类的方法的数组中，也就是说，如果原来类的方法是a,b,c，类别的方法是1,2,3，那么插入之后的方法将会是1,2,3,a,b,c，也就是说，原来类的方法被category的方法覆盖了，但被覆盖的方法确实还在那里。

static void attachCategoryMethods(class_t *cls, category_list *cats,
                  BOOL *inoutVtablesAffected)
{
if (!cats) return;
if (PrintReplacedMethods) printReplacements(cls, cats);

BOOL isMeta = isMetaClass(cls);
method_list_t **mlists = (method_list_t **)
    _malloc_internal(cats->count * sizeof(*mlists));

// Count backwards through cats to get newest categories first
int mcount = 0;
int i = cats->count;
BOOL fromBundle = NO;
while (i--) {
    method_list_t *mlist = cat_method_list(cats->list[i].cat, isMeta);
    if (mlist) {
        mlists[mcount++] = mlist;
        fromBundle |= cats->list[i].fromBundle;
    }
}

attachMethodLists(cls, mlists, mcount, NO, fromBundle, inoutVtablesAffected);

_free_internal(mlists);

}

这也即是我们上面说的Category修复Bug的原理。

Extension

Extension非常像是没有命名的类别。扩展只是用来定义类的私有方法的，实现要在原始的.m里面。还以用来改变原始属性的一些性质。一般的时候，Extension都是放在.m文件中@implementation的上方。 Extension中的方法必须在@implementation中实现，否则编译会报错。Category没有源代码的类添加方法，格式：定义一对.h和.m。Extension作用于管理类的所有方法，格式：把代码写到原始类的.m文件中。