本文章将记录有关 Category(分类)和类扩展(extension)、关联对象的特性，如有错误欢迎指出~
Category（分类）
分类的应用在App的开发中是非常广泛的，它可以动态地为已有类添加新行为。
我们平常都是使用分类来对系统的类封装一些小功能，如NSString判空处理等，可以看下 ibireme大神开源的这个库YYCategories，都是针对系统的类使用分类拓展的小功能，很实用。再来看看业界闻名的空白页框架DZNEmptyDataSet，它就是通过对 UIScrollView使用分类功能，非常完美、无侵入的解决了无数据时，避免白屏的尴尬，改善用户体验。真的是居家旅行必备之利器，强大~
随着业务的增长，.m文件会越来越膨胀，膨胀到你开始挠头。我们也可以利用分类的特性，将类的实现分开在几个不同的文件里面，好处显而易见：
- 减少单个文件的体积
- 把不同的功能分配到不同的分类里，便于管理
- 可以按需加载想要的分类
通常，我会添加一些 AppDelegate的分类，比如AppDelegate+Services,专门用来初始化各种第三方等等。
Category 的结构
在Objective-C中，所有的类和对象在runtime层都是用struct表示的，category也是如此，它的结构体为category_t
typedef struct category_t {
const char *name; // 类名
classref_t cls; // 类
struct method_list_t *instanceMethods; // 所有给类添加的实例方法的列表
struct method_list_t *classMethods; // 所有添加的类方法的列表
struct protocol_list_t *protocols; // 实现的所有协议的列表
struct property_list_t *instanceProperties; // 添加的所有属性
} category_t;
从结构体可以看出，分类能
- 给类添加实例方法 (instanceMethod）
- 给类添加类方法 (classMethod)
- 实现协议 (protocol）
- 添加属性 (instancePropertie)
但是不能添加实例变量，即无法自动生成实例变量的setter和getter方法。当然，我们可以通过关联对象来实现分类对实例变量的添加，请看后面章节~
Category的方法会“覆盖”掉原来类的同名方法？
这个问题的分析，可以看下美图技术团队的这篇文章，很详细。这里只记录一下总结：
Category的方法没有“完全替换掉”原来类已经有的方法，也就是说如果Category和原来类都有methodA，那么Category附加完成之后，类的方法列表里会有两个methodA
Category的方法被放到了新方法列表的前面，而原来类的方法被放到了新方法列表的后面，这也就是我们平常所说的Category的方法会“覆盖”掉原来类的同名方法，这是因为运行时在查找方法的时候是顺着方法列表的顺序查找的，它只要一找到对应名字的方法，很开心的返回了，不会在理会后面的同名方法。
同名方法的调用，是根据编译顺序决定的，对于“覆盖”掉的方法，会先找到最后一个编译的category里的对应方法。可查看项目的 Build Phases -> Compile Sources，位置越往后，越晚编译。
类扩展(extension)
extension的别名有很多，扩展、延展、匿名分类。它就是类的一部分，在编译期和头文件里的@interface以及实现文件里的@implement一起形成一个完整的类，它伴随类的产生而产生，亦随之一起消亡。在viewController.m文件中它长这个样子：
@interface ViewController ()
@end
是不是特别的熟悉~
没错，它看起来很像一个匿名的category。我们一般用来声明私有方法，私有属性和私有成员变量。
extension的应用很简单， 我们基本天天都在用。需要注意的点是它和category的区别：
- extension 在编译期决议， category在运行期决议。
关联对象（Associated Object）
如上所述，category是无法为分类添加实例变量的，但是在实际开发中往往需要在分类中添加和对象关联的值。这时我们可以利用runtime的特性，通过关联对象来实现为分类添加实例变量的功能。
关联对象是指某个对象通过一个唯一的key连接到一个类的实例上。
看下runtime提供给我们的3个API方法：
// 关联对象，传入 nil 则可以移除已有的关联对象
void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
// 获取关联的对象
id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)
/** 移除关联的对象。这个方法会移除一个对象的所有关联对象，将该对象恢复成“原始”状态。
这样做就很有可能把别人添加的关联对象也一并移除，所以我们通常用不上这个方法。
一般的做法是通过给 objc_setAssociatedObject 方法传入 nil 来移除某个已有的关联对象。*/
void objc_removeAssociatedObjects(id object)
参数说明：
- id object：被关联的对象
- const void *key：关联的key，要求唯一。一般用
selector，使用getter方法的名称作为key值。 - id value：关联的对象
- objc_AssociationPolicy policy：内存管理的策略
objc_AssociationPolicy的枚举值和相关说明：
typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy) {
OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0, // 指定一个弱引用相关联的对象
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, // 指定相关对象的强引用，非原子性
OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3, // 指定相关的对象被复制，非原子性
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401, // 指定相关对象的强引用，原子性
OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403 // 指定相关的对象被复制，原子性
};
在绝大多数情况下，我们都会使用 OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC 的关联策略，这可以保证我们持有关联对象。
看一下简单的应用：
为ViewController的分类 ViewController+AssociatedObjects添加一个字符串类型的成员变量。
@interface ViewController (AssociatedObjects)
@property (strong, nonatomic) NSString *associatedObject;
@end
@implementation ViewController (AssociatedObjects)
- (NSString *)associatedObject {
return objc_getAssociatedObject(self, _cmd);
}
- (void)setassociatedObject:(NSString *)associatedObject {
objc_setAssociatedObject(self, @selector(associatedObject), associatedObject, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
@end
如果想了解一下关联对象底层的实现原理，可以看下雷纯峰大神的 Objective-C Associated Objects 的实现原理，这里只记录一些总结：
Q : 关联对象被存储在什么地方，是不是存放在被关联对象本身的内存中？
A : 关联对象与被关联对象本身的存储并没有直接的关系，它是存储在单独的哈希表中的。所有的关联对象都由AssociationsManager管理，它是由一个静态AssociationsHashMap来存储所有的关联对象的。这相当于把所有对象的关联对象都存在一个全局map里面。而map的的key是这个对象的指针地址（任意两个不同对象的指针地址一定是不同的），而这个map的value又是另外一个AssociationsHashMap，里面保存了关联对象的key对。
Q : 关联对象的生命周期是怎样的，什么时候被释放，什么时候被移除？
A : 关联对象的释放时机与移除时机并不总是一致。
参考
深入理解Objective-C：Category
Objective-C Associated Objects 的实现原理