OC底层原理18-分类的加载

引入

在 OC底层原理17-类的加载 中，我们留下了2个问题，attachCategories什么时候触发的？attachCategories里面做了什么？

在探讨这2个问题之前，我们先准备工程

一、准备工作

1、在 objc可执行源码工程 中创建类GomuPerson类，如下

GomuPerson.h

@interface GomuPerson : NSObject
{
    NSString *nickName;
    int height;
}
@property (nonatomic, copy) NSString *gomu_name;
@property (nonatomic, assign) int gomu_age;

- (void)gomu_instanceMethod1;
- (void)gomu_instanceMethod2;
- (void)gomu_instanceMethod3;

+ (void)gomu_sayClassMethod;

GomuPerson.m

+ (void)load{}

- (void)gomu_instanceMethod3{NSLog(@"%s",__func__);}
- (void)gomu_instanceMethod1{NSLog(@"%s",__func__);}
- (void)gomu_instanceMethod2{NSLog(@"%s",__func__);}
+ (void)gomu_sayClassMethod{NSLog(@"%s",__func__);}

2、创建分类GomuPerson+GomuA，添加同名方法gomu_instanceMethod1，添加不同名方法cateA_2、cateA_1、cateA_3，并实现load方法，如下

GomuPerson+GomuA.h

@property (nonatomic, copy) NSString *cateA_name;
@property (nonatomic, assign) int cateA_age;

- (void)cateA_1;
- (void)cateA_2;
- (void)cateA_3;

GomuPerson+GomuA.m

+ (void)load{}

- (void)gomu_instanceMethod1{NSLog(@"%s",__func__);}

- (void)cateA_2{NSLog(@"%s",__func__);}
- (void)cateA_1{NSLog(@"%s",__func__);}
- (void)cateA_3{NSLog(@"%s",__func__);}

3、创建分类GomuPerson+GomuB，添加同名方法gomu_instanceMethod1，添加不同名方法cateB_2、cateB_1、cateB_3，并实现load方法，如下

GomuPerson+GomuB.h

- (void)cateB_1;
- (void)cateB_2;
- (void)cateB_3;

GomuPerson+GomuB.m

+ (void)load{}

- (void)gomu_instanceMethod1{NSLog(@"%s",__func__);}

- (void)cateB_2{NSLog(@"%s",__func__);}
- (void)cateB_1{NSLog(@"%s",__func__);}
- (void)cateB_3{NSLog(@"%s",__func__);}

二、分类的本质

2.1 clang 把GomuPerson+GomuA.m编译成GomuPerson+GomuA.cpp，查看c++源码

命令：clang -rewrite-objc GomuPerson+GomuA.m -o GomuPerson+GomuA.cpp

struct _category_t {
    const char *name;      //: 分类名如：GomuA
    struct _class_t *cls;    //: 主类名：GomuPerson
    const struct _method_list_t *instance_methods;   //: 实例方法列表
    const struct _method_list_t *class_methods;   //: 类方法列表
    const struct _protocol_list_t *protocols;   //: 协议列表
    const struct _prop_list_t *properties;   //：属性列表
};

• 分类的底层是一个_category_t的结构体类型

• 因为没有分元类的说法，所以实例方法和类方法都存在分类中

2.2 分类的属性底层

分类中属性的底层

• 分类的属性没有set和get方法

• 如果分类中需要实现set和get方法，需要主动用关联对象去实现

2.3 源码搜索category_t，查看结构

category_t

• 和cpp中的结构一模一样，只是多了几个函数

三、attachCategories 调用时机

在 OC底层原理17-类的加载 中，我们已经根据源码阅读，拿到核心方法attachCategories，但是它并没有执行，索性全局搜索它的调用，发现只在load_categories_nolock方法和attachToClass方法2处被调用

当我们研究类的加载的时候，发现懒加载类只有当该类第一次发送消息的时候才会触发加载，所以我们在GomuPerson
中实现了load方法，让他变成了非懒加载类，才在_read_images中，调用了realizeClassWithoutSwift方法，我们才窥视到一部分流程

3.1 load_categories_nolock调用attachCategories的时机

依样画葫芦，现在我们在GomuA和GomuB中实现load方法，让分类在main之前加载，验证核心方法attachCategories的调用流程

在attachCategories中下断点，bt打印堆栈信息

attachCategories

• 当我们在主类和分类中都现实了load方法之后，发现attachCategories会在load_categories_nolock中被调用

• 根据堆栈可以推出，当主类和分类中都现实了load方法（只有有任意一个分类实现了load）的时候，attachCategories调用流程为：load_images -> loadAllCategories -> load_categories_nolock -> attachCategories

那么attachToClass中的attachCategories何时会被调用呢

3.2 attachToClass调用attachCategories的时机

受load方法是否有的想法影响，开始测试，发现当主类没有实现load方法，而所有分类都实现了load方法的时候attachToClass中的attachCategories被调用了

attachToClass

• 如果只有一个分类实现load方法，attachCategories仍然不会被调用

• 根据堆栈可以推出，当主类未实现load方法，分类都实现load方法的时候，attachCategories调用流程为：prepare_load_methods -> realizeClassWithoutSwift -> methodizeClass -> attachToClass -> attachCategories

总结

1. 当主类实现了load方法，任意一个所属分类实现load方法，就会触发load_categories_nolock调用attachCategories

2. 当主类未实现load方法，所有所属分类都实现load方法，会触发attachToClass调用attachCategories

四 rwe初始化时机

在attachCategories中，我们找到了rwe的初始化方法

rwe初始化

4.1 extAllocIfNeeded源码

class_rw_ext_t *extAllocIfNeeded() {
     auto v = get_ro_or_rwe();
     if (fastpath(v.is())) {
//: --如果该类有rwe，直接获取
         return v.get();
     } else {
//: --如果该类没有rwe，则初始化
         return extAlloc(v.get());
     }
}

全局搜索extAllocIfNeeded，即rwe的初始化时机，发现我们可以主动发起调用的有4处

1. attachCategories：动态添加分类
2. addMethod：动态添加方法
3. class_addProtocol：动态添加协议
4. class_addProperty：动态添加属性

• 分类中实现load方法，程序在mian函数之前会主动动态添加分类
• rwe只有在动态添加的时候才会开始赋值