我们知道 Objective - C 中 Category 主要有以下作用：
- 不改变原有类的实现对类添加新的接口
- 将类的接口按功能模块分类，模块更清晰
- 声明私有方法
我们还知道，即使没有引入 Category 的头文件，Category 的方法也会被添加进主类的方法列表里，可以通过 performSelector 的方式使用，导入头文件只是为了通过编译器的静态检查。
那么 Category 是如何添加到主类里的呢？下面我们一起来学习记录下。
Category 的结构
首先了解下 Category 的结构，打开 runtime.h，我们看到了 Category 的定义
/// An opaque type that represents a category.
typedef struct objc_category *Category;
是指向 objc_category 的 C 结构体，定义如下
struct objc_category {
char *category_name OBJC2_UNAVAILABLE;
char *class_name OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list *instance_methods OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list *class_methods OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
}
通过上面的结构体，我们可以很清楚的了解存储的内容。
typedef struct category_t {
const char *name;
struct class_t *cls;
struct method_list_t *instanceMethods;
struct method_list_t *classMethods;
struct protocol_list_t *protocols;
struct objc_property_list *instanceProperties;
} category_t;
其中，
-
name是指class_name而不是category_name -
cla是指要扩展的类 -
objc_property_list是指 Category 中所有的 properties，也就是我们通过objc_setAssociatedObject动态添加的属性
Category 的加载过程
打开 objc 源码中，在 libobjc.order 中我们能看到如下的执行顺序
__objc_init
_map_images
_sel_registerName
___sel_registerName
__objc_search_builtins
_phash
_lookup
_exception_init
__getImageSlide
__getObjcImageInfo
_getsegbynamefromheader
__getObjcModules
__malloc_internal
__objc_internal_zone
_verify_gc_readiness
_gc_init
_rtp_init
__read_images
...
我们要关注的是 _read_images，在这个方法里 load 了所有的类、协议和 Category，其中加载 Category 的代码段如下：
// Discover categories.
for (EACH_HEADER) {
category_t **catlist =
_getObjc2CategoryList(hi, &count);
for (i = 0; i < count; i++) {
category_t *cat = catlist[i];
// Do NOT use cat->cls! It may have been remapped.
class_t *cls = remapClass(cat->cls);
// Process this category.
// First, register the category with its target class.
// Then, rebuild the class's method lists (etc) if
// the class is realized.
BOOL classExists = NO;
if (cat->instanceMethods || cat->protocols
|| cat->instanceProperties)
{
addUnattachedCategoryForClass(cat, cls, hi);
if (isRealized(cls)) {
remethodizeClass(cls);
classExists = YES;
}
if (PrintConnecting) {
_objc_inform("CLASS: found category -%s(%s) %s",
getName(cls), cat->name,
classExists ? "on existing class" : "");
}
}
if (cat->classMethods || cat->protocols
/* || cat->classProperties */)
{
addUnattachedCategoryForClass(cat, cls->isa, hi);
if (isRealized(cls->isa)) {
remethodizeClass(cls->isa);
}
if (PrintConnecting) {
_objc_inform("CLASS: found category +%s(%s)",
getName(cls), cat->name);
}
}
}
}
// Category discovery MUST BE LAST to avoid potential races
// when other threads call the new category code before
// this thread finishes its fixups.
static void
attachCategoryMethods(class_t *cls, category_list *cats,
BOOL *outVtablesAffected)
{
if (!cats) return;
if (PrintReplacedMethods) printReplacements(cls, cats);
BOOL isMeta = isMetaClass(cls);
method_list_t **mlists = _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, fromBundle, outVtablesAffected);
_free_internal(mlists);
}
这里面的主要操作就是取出 category_list 的所有方法列表，然后倒序添加到 mlists 中，最后再将 mlists 正序添加到被扩展的类中。因此，新生成的 Category 的方法会优先添加到方法列表里。
如果原来类的方法列表是 A、B，Category 的方法列表是 C、D，那么添加后的方法列表是 C、D、A、B。
至此，Category 的方法便被添加到了类中。
由于 Category 的方法会插入到原始类之前，我们要注意不要用 Category 来覆盖原始类的方法
这是我写的 runtime 系列文章中的一篇，还有以下几篇从其他方面对 runtime 进行了介绍
参考资料：
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