类的加载原理补充，类拓展和关联对象，深入iOS底层

2024-02-16 21:09:25

iOS 底层探索：类的加载原理、类拓展和关联对象

在深入 iOS 开发的旅程中，我们常常会遇到一些看似“高深莫测”的概念，比如类的加载原理、类拓展和关联对象。理解这些概念，就像掌握了打开 iOS 底层世界大门的钥匙，可以帮助我们更好地理解应用程序的运行机制，以及如何构建更灵活、更强大的应用。

类的加载过程：从代码到内存

当我们启动一个 iOS 应用程序时，系统会执行一个重要的任务：将我们编写的代码加载到内存中，并准备好一切让程序能够正常运行。这个过程就叫做类的加载。它可以简单地分为三个阶段：

预加载阶段： 就像在正式演出前需要检查舞台和道具一样，Objective-C 运行时会先扫描应用程序的可执行文件，找出所有需要用到的类，做好准备工作。
初始化阶段： 找到了需要的“演员”（类）之后，就要为每个类创建一个“角色”（类对象）。这个类对象就像类的身份证，记录了类的各种信息，比如它有哪些方法、属性，以及它的“父类”是谁。
方法解析阶段： 最后一步，就是为每个类的方法找到对应的“剧本”（IMP，即实现指针）。这样，当程序需要调用某个方法时，就知道该去哪里找到对应的代码来执行了。

类拓展：给类添加新技能

类拓展就像给一个已经存在的类添加新的技能，而不需要修改原来的“代码”。它使用分类的语法来定义，就像这样：

@interface MyClass (MyCategory)

// 在这里添加新的属性、方法和协议

@end

通过类拓展，我们可以方便地扩展现有类的功能，而不需要去修改原来的代码，这在团队协作和维护大型项目时非常有用。

关联对象：给对象添加“背包”

关联对象就像给一个对象添加了一个“背包”，可以用来存放一些额外的信息。这些信息不属于对象本身，但又和对象息息相关。比如，我们可以用关联对象来存储一个视图控制器关联的用户设置，或者一个按钮关联的点击事件处理方法。

要给对象添加关联对象，我们可以使用 objc_setAssociatedObject 函数：

objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy);

这个函数需要四个参数：

object：要添加关联对象的对象。
key：关联对象的键，用来标识这个关联对象。
value：关联对象的值，可以是任意类型的对象。
policy：关联策略，用来指定关联对象的内存管理方式。

实战演练：理解类加载和拓展

为了更好地理解类的加载过程和类拓展，我们来创建一个简单的 Person 类：

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSString *name;

@end

现在，我们用类拓展给 Person 类添加一个 greet 方法：

@interface Person (Greeting)

- (void)greet;

@end

在 greet 方法的实现中，我们可以用关联对象来存储一个问候语：

- (void)greet {
    NSString *greeting = objc_getAssociatedObject(self, @"greeting");
    if (greeting == nil) {
        greeting = @"Hello!";
        objc_setAssociatedObject(self, @"greeting", greeting, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    }
    NSLog(@"%@", greeting);
}

在应用程序中，我们可以这样使用 Person 类和它的拓展：

#import "Person.h"

@implementation Person

@end

@implementation Person (Greeting)

- (void)greet {
    NSLog(@"Hello, world!");
}

@end

Person *person = [[Person alloc] init];
[person greet]; // 输出：Hello, world!