《iOS之一起进大厂》系列-美团面试问到分类Category底层原理知识，今天分享出来

学而时习之,不亦说乎

前面的话

原谅我，我是个标题党，所有文章的名字只是我的噱头，伟大的乔布斯告诉我们"Stay hungry,Stay foolish"，希望大家有空杯心态 ，一起学习，一起进步。

分类Category 我想绝大部分人应该不陌生，就算自己没写过分类Category ，一些知名的三方库里都会用到。 而且这也是各一线大厂面试出现频率很高的题 。

上一篇文章，有人反馈说，文章提到的问题，是最基础的。意思是还要深挖？更多深底层？ 我知道人的精力是有限的，每个人准备面试时间也是有限的，在有限的时间里，最大限度的提高复习效率，这才是正道。 我也尽量在文中体现适当的原理，源码细节。

不禁感慨想起一句话： 面试造火箭，入职拧螺丝。 不过小白们也不要愤愤不平。 毕竟好岗位竞争激烈，只有面试造火箭才能找出出更优秀人。不然大家都考100分，那怎么区分出谁更厉害。

开始面试

我正在会议室略有紧张的等待面试，忽然看到一个穿着格子衬衫，大腹便便的中年男子拿着简历向我走来， 我看着他头上快要绝顶的头发，心想这肯定是个iOS开发技术牛逼闪闪的老前辈。
还好看过《iOS之面试总结》系列，想想现在是满腹经纶，刚紧张到提到嗓子眼的心，又按下去了，淡定从容，一点都不虚好伐，就是这么自信淡定。

我什么时候也能变成那样厉害的高手

变强了

小伙子，你家里里提到用过Category，那你可以说他的使用场景是什么，用途是什么？

帅气逼人的面试官您好，Category的用户可以归纳为以下几点：

1. 给现有类添加方法，丰富现有类的功能。 比如有的人就为NSString这类添加了一些很实用的方法（判断字符串是否邮箱，转化字符串为MD5）
2. 分解代码庞大功能复杂的类。把功能复杂代码很多的类，可以按照不同功能的做分类，同一功能放到一个文件里，体现单一职责原则。
3. 声明私有方法。比如定义一个分类，只有头文件放到对应宿主.m里，满足私有方法的声明和使用，不暴露具体实现。

还有其他用法， 但是苹果不欢迎这样用法： 把系统Framework的私有方法公开化。

那你说说Category的底层实现是什么？

熟悉oc底层的同学知道，在runtime层都是类和对象都是 struct表示的，category也不例外，category用结构体category_t，结构体包含：

1. 类的名字（name）
2. 类（cls）
3. category中所有给类添加的实例方法的列表（instanceMethods）
4. category中所有添加的类方法的列表（classMethods）
5. category实现的所有协议的列表（protocols）
6. category中添加的所有属性（instanceProperties）

typedef 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;
} category_t;

从category的定义也可以看出category的可为（可以添加实例方法，类方法，甚至可以实现协议，添加属性）。
category成员变量列表是只读，所以category不能添加实例变量。

小伙子不错，那你再说说 Category的特点有什么？和 Class Extendsion（类扩展）有什么区别？

帅气的面试官，这个不难。 我先说下特点。

• 分类的特点

分类是运行时决议。怎么理解运行时决议呢? 编译好的分类的文件，是没把相应分类的内容加到宿主类上的。只有在运行时Runtime 才把分类的内容添加到宿主类上。

• 类扩展的用途是什么？

一般把不想对外公开一些类的方法，属性，成员变量的时候可以用类的扩展
类扩展代码格式：

@interface XXX ()
//私有属性
//私有方法（如果不实现，编译时会报警,Method definition for 'XXX' not found）
@end

• 分类和类扩展的区别是？

1. 扩展是编译时决议。 分类是运行时决议
2. 分类有声明和实现。扩展只以声明的形式存在，多数情况下寄生于宿主类的.m中。
3. 系统类可以添加分类，但是不能为系统类添加扩展。

那咱们再聊深一点的，Category中+load 和+initialize调用的顺序是什么样的？ Category的+load 和+initialize 方法的区别什么？

• 调用顺序：

1. 类要优先于分类调用+load方法。
2. 先编译的分类的+load方法会被优先调。
3. 父类+load优先于子类。
4. 由于分类是objc_msgSend机制，+initialize在所有分类要优先于类调用。 在类中 +initialize父类优先于子类 。如果子类没有实现+initialize，会调用父类的+initialize（所以同一个父类的+initialize可能会被调用多次）。

是什么决定了哪个先编译呢？如下图Category1的+load比Category2的+load优先调用。如果编译文件顺序换一下，被调用的顺序也跟着变。

• +load 和+initialize 区别在于调用方式和调用时刻不同

1. 调用方式不同：
   +load是根据函数地址直接调用，initialize是通过objc_msgSend调用

2. 调用时刻不同：
   +load方法会在runtime加载类、分类时调用(而且程序运行过程中只调用一次)。
   +initialize是类第一次接收到消息的时候调用(即是类调用alloc时)，每一个类只会initialize一次（上面提到子类没有实现+initialize，会调用父类的+initialize。这样父类的initialize方法可能会被调用多次）

那怎么理解category方法覆盖的问题？

分类添加的方法可以“覆盖”原类方法

其实覆盖没有真正的覆盖。如果在category里添加了methodA，那么原类的methodA也是存在的，没有真正覆盖掉。只是系统只会调用后来category添加的 methodA。

因为category的methodA被放到了方法列表的前面，原来类中methodA被放到了方法列表的后面，在运行时查找方法会先找到了category 添加的同名方法，就产生了“覆盖“原来类的同名方法的效果。

如果多个分类有同名方法，那么谁能生效取决于谁最后参与编译。最后参与编译的分类对应的方法就会生效。

能否给category添加实例变量？那如何给分类添加实例变量？

不能。
从上面提到的分类的底层实现，category成员变量列表是只读，所以category不能添加实例变量。

那怎么添加呢？ 直接添加肯定是不行，可以间接的添加.

1. 思路1
   给分类添加全局变量，并且手动重写setter/getter方法实现。但是全局变量有很多隐患，对象销毁时无法销毁。不建议采用。

2. 思路2
   用关联对象方法添加实例变量。
   通过runtime提供的关联对象的方法可以简洁的给分类添加成员变量。
   通过下面提供的关联对象下API，可以实现给分类添加实例变量:

添加关联对象
void objc_setAssociatedObject(id object, const void * key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
获得关联对象
id objc_getAssociatedObject(id object, const void * key)
移除所有的关联对象
void objc_removeAssociatedObjects(id object)

简单说下关联对象方法添加实例变量原理：

其实关联对象并没有添加到实例变量到被关联对象内存中，
关联对象有一个全局内容管理器（AssociationsManager），关联对象通过上面提到的三个API，操作实例变量 存取，移除。从而完成了对分类的添加实例变量。

面试结束

小伙子回答的不错，很对我口味，记得明天再来，明天还有更精彩的面试其他内容。 我的内心OS:天呐噜，明天还有！！ 这是要在走秃(走向秃顶的道路) 越走越远啊。 （为了下一篇文章，强行做引子，哈哈）

坚持看到这里的同学，你们个个都是人才，我好喜欢。