剖析iOS底层奥秘：类扩展与关联对象的运作原理

IOS

2024-01-16 09:14:13

前言

在iOS底层原理之OC类的加载原理(下)中，我们已经分析了分类加载的流程，以及主类和分类搭配加载的情况。本文将继续深入剖析Objective-C中的特殊分类——类扩展，以及分类属性的存取方式——关联对象。

准备工作

为了更好地理解本文的内容，请确保您已经阅读过前文并对以下知识有一定了解：

Objective-C中的类和对象
Objective-C中的分类
Objective-C的运行时机制

如果您还没有阅读过前文或对上述知识还不熟悉，强烈建议您先补习一下，以便更好地理解本文的内容。

类扩展

类扩展是一种特殊的分类，它允许您向现有类添加新方法、属性和其他成员，而无需修改类的源代码。这在某些情况下非常有用，例如：

您想向一个第三方类添加新的功能，但您无法修改该类的源代码。
您想向一个系统类添加新的功能，但您不想修改系统的文件。
您想向一个类添加一些临时性的功能，而这些功能不值得创建一个新的子类。

类扩展的语法与普通分类类似，但它有一个特殊的@interface来声明类扩展。例如，以下代码扩展了NSString类，添加了一个名为reverse的新方法：

@interface NSString (Reverse)

- (NSString *)reverse;

@end

在类扩展中定义的方法、属性和其他成员与在普通分类中定义的成员一样，都可以在类的实例中使用。例如，以下代码使用类扩展添加的reverse方法来反转一个字符串：

NSString *str = @"Hello, World!";
NSString *reversedStr = [str reverse];
NSLog(@"%@", reversedStr); // 输出："!dlroW ,olleH"

关联对象

关联对象是一种将任意数据与Objective-C对象关联起来的技术。这在某些情况下非常有用，例如：

您想在对象中存储一些私有数据，但您不想将其作为对象的属性。
您想在对象中存储一些临时数据，而这些数据不值得创建一个新的属性。
您想在对象中存储一些与其他对象相关的数据。

关联对象的语法如下：

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

其中：

object是要与数据关联的对象。
key是一个唯一标识符，用于在对象中查找关联的数据。
value是要与对象关联的数据。
policy指定了关联数据的策略，有四种可选值：
- OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN：将数据与对象关联，当对象被释放时，数据也会被释放。
- OBJC_ASSOCIATION_RETAIN：将数据与对象关联，当对象被释放时，数据不会被释放。
- OBJC_ASSOCIATION_COPY：将数据的副本与对象关联，当对象被释放时，数据副本也会被释放。
- OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC：与OBJC_ASSOCIATION_COPY类似，但它是非原子的，这意味着它可以在多线程环境中使用。

关联对象可以通过以下代码获取：

id value = objc_getAssociatedObject(id object, const void *key);

以下代码示例演示了如何使用关联对象将数据与对象关联起来：

// 定义一个关联键
const void *key = &"my_key";

// 将数据与对象关联
objc_setAssociatedObject(self, key, @"Hello, World!", OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);

// 获取与对象关联的数据
NSString *value = objc_getAssociatedObject(self, key);

// 使用与对象关联的数据
NSLog(@"%@", value); // 输出：Hello, World!