在 Category 的探究 中我们看到 Category 的底层结构为结构体，这个结构体的成员有：实例方法列表、类方法列表、协议列表以及属性信息。在分类中添加方法的表现和类中添加方法的表现略有不同。
假如在 Valenti+Category 分类中添加了如下属性：
@interface Valenti (Category)
@property (nonatomic, copy) NSString* name;
@end
实际等价于：
@interface Valenti (Category)
-(void)setName:(NSString * _Nonnull)name;
-(NSString*)name;
@end
并且在 .m 文件中无 setter/getter 方法的实现。
所以在编译过后 Xcode 会报警告信息：
Property 'name' requires method 'name' to be defined - use @dynamic or provide a method implementation in this category
Property 'name' requires method 'setName:' to be defined - use @dynamic or provide a method implementation in this category
而且也没有添加对应的成员变量：
那么分类中能不能直接添加成员变量？答案是否定的，当我添加如下代码的时候，Xcode 给我一个红色的错误信息：
@interface Valenti (Category)
{
@public
NSInteger i;
}
@end
Instance variables may not be placed in categories
分类中确实可以实现添加属性的效果，就是通过关联对象来实现的。
关联对象的基本使用
关联对象亦是借助于 Runtime 实现的，API 对应 set/get 方法，为：
objc_setAssociatedObject(id _Nonnull object, const void * _Nonnull key, id _Nullable value, objc_AssociationPolicy)
objc_getAssociatedObject(id _Nonnull object, const void * _Nonnull key);
| 参数 | 含义 |
|---|---|
| object | 目标对象 |
| key | 关联的键，唯一 |
| value | 关联键对应的值 |
| policy | 内存管理策略 |
这里的 key-value 和字典的一一对应关系一样。
内存管理策略：
| objc_AssociationPolicy | 对应修饰 |
|---|---|
| OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN | assign |
| OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC | strong, nonatomic |
| OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC | copy, nonatomic |
| OBJC_ASSOCIATION_RETAIN | strong, atmoic |
| OBJC_ASSOCIATION_COPY | copy, atmoic |
那么在前面要给 Valenti 的分类中增加一个 name 属性该如何实现？首先 .h 中：
@property (nonatomic, copy) NSString* name;
此时已经有了 setter/getter 的方法的声明，实现需要手写。
setter：
-(void)setName:(NSString *)name {
objc_setAssociatedObject(self, VALENTI_NAME_KEY, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}
self 表示给 Valenti 的对象关联属性，因为字符串通常为
nonatomic和copy修饰，故内存管理策略为OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC
getter：
-(NSString*)name {
return objc_getAssociatedObject(self, VALENTI_NAME_KEY);
}
两个方法的 key 值是要求唯一的，并且是
const void*类型，故，我们可像给 KVO 的 context 赋值那样取内存地址做 key。
key 的声明：
static const void* VALENTI_NAME_KEY = &VALENTI_NAME_KEY;
static 是为了使 key 的作用域仅限定在当前文件，外界也是无法对其进行篡改的。
当然，也可以将 key 直接写成字符串的形式：
objc_setAssociatedObject(self, @"name", name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
@"name"存储在常量区，并且在这里是以地址的形式传进去的，也能保证唯一，这种形式相比上面的好处是不用在外部声明一长串，并且使 key 所表达意思更加清晰。
当我们运行如下的代码的时候：
Valenti* v1 = [[Valenti alloc] init];
v1.name = @"Christina Aguilera";
Valenti* v2 = [[Valenti alloc] init];
v2.name = @"BoA";
NSLog(@"v1.name --> %@, v2.name --> %@", v1.name, v2.name);
运行结果为：
v1.name --> Christina Aguilera, v2.name --> BoA
其他 API
有关联也就有移除：
objc_removeAssociatedObjects(id _Nonnull object)
不过该方法是移除所有关联对象。
关联对象原理
实现关联对象的核心类有四个：
- AssociationsManager
- AssociationsHashMap
- ObjectAssociationMap
- ObjcAssociation
有关关联对象的源码在 objc-refrences.mm 文件中。
首先要明白核心的四个类的关系，首先 AssoicationsManager 的结构是这样的：
class AssociationsManager {
static AssociationsHashMap *_map;
public:
AssociationsManager() { AssociationsManagerLock.lock(); }
~AssociationsManager() { AssociationsManagerLock.unlock(); }
AssociationsHashMap &associations() {
if (_map == NULL)
_map = new AssociationsHashMap();
return *_map;
}
};
可看到 AssociationsHashMap 是 AssociationsManager 的一个成员。
AssociationsHashMap 的声明：
class AssociationsHashMap : public unordered_map {
public:
void *operator new(size_t n) { return ::malloc(n); }
void operator delete(void *ptr) { ::free(ptr); }
};
其中 disguised_ptr_t 为 key，ObjectAssociationMap * 为 value。也就是说 Map 中的 value 还是一个 Map。
而 ObjectAssociationMap 的声明为：
class ObjectAssociationMap : public std::map {
public:
void *operator new(size_t n) { return ::malloc(n); }
void operator delete(void *ptr) { ::free(ptr); }
};
void * 为 ObjectAssociationMap 的 key，ObjcAssociation 为 value。
最后，我们再看看 ObjcAssociation 的内部结构：
class ObjcAssociation {
uintptr_t _policy;
id _value;
public:
ObjcAssociation(uintptr_t policy, id value) : _policy(policy), _value(value) {}
ObjcAssociation() : _policy(0), _value(nil) {}
uintptr_t policy() const { return _policy; }
id value() const { return _value; }
bool hasValue() { return _value != nil; }
};
ObjcAssociation 内部出现了策略和 value 相关，是不是很眼熟？就是关联对象 API 中的 value 和 policy 参数。
到此为止，四个类的关系就像洋葱一样层层包裹：
例子中的 Valenti 对象也就是 setter 方法中的 object 对应 AssociationsHashMap 的 disguised_ptr_t，也就是 AssociationsHashMap 的 key，一个 Valenti 对象对应一个 ObjectAssociationMap。而 ObjectAssociationMap 中存放着要关联的 key，也就是 setter 方法中第二个参数 key，一个 key 对应一个 ObjectAssociation，最后 value 和 policy 就对应 ObjectAssociation 的 _policy 和 _value。
源码
那么再来看设值和取值的源码。
set 方法实现：
void _object_set_associative_reference(id object, void *key, id value, uintptr_t policy) {
...
{
AssociationsManager manager;
// 获取 map
AssociationsHashMap &associations(manager.associations());
// 传进 Valenti 对象，生成 AssociationsHashMap 的 key
disguised_ptr_t disguised_object = DISGUISE(object);
if (new_value) {
// 由上面的 key 得到得到迭代器 iterator
AssociationsHashMap::iterator i = associations.find(disguised_object);
if (i != associations.end()) {
// 通过迭代器得到 ObjectAssociationMap
ObjectAssociationMap *refs = i->second;
// ObjectAssociationMap 通过传进来的 key，也就是例子中的 @“name” 可以得到迭代器
ObjectAssociationMap::iterator j = refs->find(key);
if (j != refs->end()) {
// 通过迭代器找到 ObjectAssociation
old_association = j->second;
// 存储策略和值（value）
j->second = ObjcAssociation(policy, new_value);
} else {
...
}
set 方法已然明白其原理，那么同理 get 也就很好解读，就是迭代器拿到 Map 然后取值的过程，在这里不贴出源码。
注意
我们可发现：
- 关联对象并不是存储在被关联的对象本身中
- 关联对象存储在全局的 AssociationHashMap 中
- 设置关联对象为 nil 的时候等于移除关联对象
源码中有对应：
AssociationsHashMap::iterator i = associations.find(disguised_object);
if (i != associations.end()) {
ObjectAssociationMap *refs = i->second;
ObjectAssociationMap::iterator j = refs->find(key);
if (j != refs->end()) {
old_association = j->second;
// C++ 中用来擦除的方法
refs->erase(j);
}
}
我们在移除关联对象的源码中同样可以发现大量的 erase() 操作。
- 关联对象不是属性，没有 weak 操作
若我们执行：
Valenti* v1 = [[Valenti alloc] init];
v1.name = @"Christina Aguilera";
{
NSObject* obj = [[NSObject alloc] init];
objc_setAssociatedObject(v1, @"obj", obj, OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
}
NSLog(@"%@", objc_getAssociatedObject(v1, @"obj"));
可发现程序报 EXC_BAD_ACCESS 错：
在离开
{} 局部代码块后 obj 对象已经销毁，但 ObjectAssociation 中的 _value 还在存储着它的内存值，所以在访问已经销毁的 obj 会发生
EXC_BAD_ACCESS 错误。这就说明 _value 不是弱引用，若是弱引用 _value 会置为 nil。