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iOS-底层原理 19：类扩展 与 关联对象 底层原理探索

作者：互联网

本文的主要目的是针对类的加载的一个扩展，主要讲讲类拓展和分类的底层实现原理

【面试题】类扩展 与 分类 的区别

1、category 类别、分类

2、extension 类扩展

类扩展 底层原理探索

类的扩展有两种创建方式

类扩展的的本质

通过clang底层编译

通过源码调试探索

总结

分类关联对象 底层原理探索

其底层原理的实现，主要分为两部分：

关联对象-设值流程

 

void
objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
{
    SetAssocHook.get()(object, key, value, policy);//接口模式，对外接口始终不变
}

????等价于

void
objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
{
_base_objc_setAssociatedObject(object, key, value, policy);//接口模式，对外接口始终不变
}

_object_set_associative_reference 方法

进入_object_set_associative_reference源码实现
关于关联对象 底层原理的探索 主要是看value存到了哪里， 以及如何取出value ，以下是源码

 

void
_object_set_associative_reference(id object, const void *key, id value, uintptr_t policy)
{
// This code used to work when nil was passed for object and key. Some code
// probably relies on that to not crash. Check and handle it explicitly.
// rdar://problem/44094390
if (!object && !value) return;

if (object->getIsa()->forbidsAssociatedObjects())
_objc_fatal("objc_setAssociatedObject called on instance (%p) of class %s which does not allow associated objects", object, object_getClassName(object));
//object封装成一个数组结构类型，类型为DisguisedPtr
    DisguisedPtr<objc_object> disguised{(objc_object *)object};//相当于包装了一下 对象object,便于使用
// 包装一下 policy - value
    ObjcAssociation association{policy, value};

// retain the new value (if any) outside the lock.
    association.acquireValue();//根据策略类型进行处理
//局部作用域空间
{
//初始化manager变量，相当于自动调用AssociationsManager的析构函数进行初始化
        AssociationsManager manager;//并不是全场唯一，构造函数中加锁只是为了避免重复创建，在这里是可以初始化多个AssociationsManager变量的

        AssociationsHashMap &associations(manager.get());//AssociationsHashMap 全场唯一

if (value) {
auto refs_result = associations.try_emplace(disguised, ObjectAssociationMap{});//返回的结果是一个类对
if (refs_result.second) {//判断第二个存不存在，即bool值是否为true
/* it's the first association we make 第一次建立关联*/
                object->setHasAssociatedObjects();//nonpointerIsa ，标记位true
}

/* establish or replace the association 建立或者替换关联*/
auto &refs = refs_result.first->second; //得到一个空的桶子，找到引用对象类型,即第一个元素的second值
auto result = refs.try_emplace(key, std::move(association));//查找当前的key是否有association关联对象
if (!result.second) {//如果结果不存在
                association.swap(result.first->second);
}
} else {//如果传的是空值，则移除关联，相当于移除
auto refs_it = associations.find(disguised);
if (refs_it != associations.end()) {
auto &refs = refs_it->second;
auto it = refs.find(key);
if (it != refs.end()) {
                    association.swap(it->second);
                    refs.erase(it);
if (refs.size() == 0) {
                        associations.erase(refs_it);

}
}
}
}
}

// release the old value (outside of the lock).
    association.releaseHeldValue();//释放
}

通过源码可知，主要分为以下几部分：

设置流程 源码调试

 

//pair -- 表示有键值对
(std::__1::pair<
 objc::DenseMapIterator<DisguisedPtr<objc_object>,

 objc::DenseMap<const void *, objc::ObjcAssociation, objc::DenseMapValueInfo<objc::ObjcAssociation>, objc::DenseMapInfo<const void *>, objc::detail::DenseMapPair<const void *, objc::ObjcAssociation> >,

 objc::DenseMapValueInfo<objc::DenseMap<const void *, objc::ObjcAssociation, objc::DenseMapValueInfo<objc::ObjcAssociation>, objc::DenseMapInfo<const void *>, objc::detail::DenseMapPair<const void *, objc::ObjcAssociation> > >,

 objc::DenseMapInfo<DisguisedPtr<objc_object> >,

 objc::detail::DenseMapPair<DisguisedPtr<objc_object>, objc::DenseMap<const void *, objc::ObjcAssociation, objc::DenseMapValueInfo<objc::ObjcAssociation>, objc::DenseMapInfo<const void *>, objc::detail::DenseMapPair<const void *, objc::ObjcAssociation> > >,

false>,

 bool>)

//可以简写为

(std::__1::pair<

 objc

bool>)

所以，关联对象的设值图示如下，有点类似于cache_t中的insert方法插入sel-imp的逻辑，如下图所示

 

watermark,size_16,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_90,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=

关联对象的设值图示

属性关联涉及的哈希map结构

所以到目前为止，关联属性涉及的map结构如下

 

watermark,size_16,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_90,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=

哈希map结构

 

typedef DenseMap<DisguisedPtr<objc_object>, ObjectAssociationMap> AssociationsHashMap;

 

typedef DenseMap<const void *, ObjcAssociation> ObjectAssociationMap;
对象插入空流程

根据源码可知，主要是局部作用域中的else流程，其实这个流程可以通俗的理解为当传入的value为nil时，则移除关联，主要分为以下几步：

watermark,size_16,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_90,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=

插入空流程

 

关联对象-取值流程

_object_get_associative_reference方法

其源码实现如下：

 

id
_object_get_associative_reference(id object, const void *key)
{
    ObjcAssociation association{};//创建空的关联对象

{
        AssociationsManager manager;//创建一个AssociationsManager管理类
        AssociationsHashMap &associations(manager.get());//获取全局唯一的静态哈希map
        AssociationsHashMap::iterator i = associations.find((objc_object *)object);//找到迭代器，即获取buckets
if (i != associations.end()) {//如果这个迭代查询器不是最后一个 获取
            ObjectAssociationMap &refs = i->second; //找到ObjectAssociationMap的迭代查询器获取一个经过属性修饰符修饰的value
            ObjectAssociationMap::iterator j = refs.find(key);//根据key查找ObjectAssociationMap，即获取bucket
if (j != refs.end()) {
                association = j->second;//获取ObjcAssociation
                association.retainReturnedValue();
}
}
}

return association.autoreleaseReturnedValue();//返回value
}

通过源码可知，主要分为以下几部分

调试取值流程

总结

所以，综上所述，所以关联对象的底层调用流程如下图所示

watermark,size_16,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_90,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=

关联对象的底层调用流程


总的来说，关联对象主要就是两层哈希map的处理，即存取时都是两层处理，类似于二维数组

 

补充

AssociationsHashMap 唯一性验证

 

AssociationsManager manager;

????等价于

AssociationsManager();

lock();

...

unlock();//作用域之后unlock

 

 

标签：19,流程,object,value,objc,原理,refs,调试,底层
来源： https://blog.51cto.com/u_12801393/2955029