2019 May 14 iOS底层

iOS底层-关联对象

关联对象

思考：如何实现给分类“添加成员变量”？

先看下面几种实现的方法

 //Person的分类
 #import "Person.h"
 @interface Person (Extern)
 //分类中写属性，只会生成get、set方法的声明，其他的都不会生成
 @property (nonatomic, assign) int height;
 @property (nonatomic,copy) NSString *name;
 @end
 #import "Person+Extern.h"
 //解决方法1：使用全局变量
 //弊端：当创建多个对象时多个对象会拥有一个值！！！
 //int g_height ;
 //解决方法2：使用字典
 #define PKEY  [NSString stringWithFormat:@"%p",self]
 NSMutableDictionary *weights_;
 NSMutableDictionary *names_;
 @implementation Person (Extern)
 +(void)load{
     weights_ = [NSMutableDictionary dictionary];
 }
 -(void)setHeight:(int)height{
 //    g_height = height;
     weights_[PKEY] = @(height); 
 }
 -(int)height{
 //    return g_height;
     return (int)[weights_[PKEY] integerValue];
 }
    
 -(void)setName:(NSString *)name{
     names_[PKEY] = name;
 }
 -(NSString *)name{
     return names_[PKEY] ;
 }
 @end
    
 //情况1： Person+Extern 中只声明一个height属性
 void test1(){
     Person *person = [[Person alloc] init];
     //这么设置会报错，因为分类中只只实现了set方法的声明，并没有set方法的实现，因此报错：
     // -[Person setHeight:]: unrecognized selector sent to instance 0x10051c030
     person.height = 10;
 }
    
 /**
  情况2：
  Person+Extern 中声明一个height属性
  实现中增加一个全局变量g_height用于保存传值
  手动实现get、set方法，set方法通过g_height来接收值，get方法直接返回g_height值
  弊端： 多个对象会拥有同一个值
  */
 void test2(){
     Person *person1 = [[Person alloc] init];
     person1.height = 10;
     Person *person2 = [[Person alloc] init];
     person2.height = 20;
     //打印结果： ===person1-height:20===person2-height:20 ，不同的对象会有同一个值
     NSLog(@"===person1-height:%d===person2-height:%d",person1.height,person2.height);
 }
 /**
  情况3：
  Person+Extern 中声明一个height属性
  实现中增加一个全局字典weights_用于保存传值
  手动实现get、set方法，set方法通过weights_来接收值，get方法返回weights_的key对应的值
  问题：
  1. 线程安全问题：n个对象同时访问那个全局的字典
  2. 当这个对象分类有多个属性时，需要设置n个全局字典
  */
    
 void test3(){
     Person *person1 = [[Person alloc] init];
     person1.height = 10;
     person1.name = @"111";
     Person *person2 = [[Person alloc] init];
     person2.height = 20;
     person2.name = @"123";
     //打印结果：===person1-height:10===person2-height:20，使用字典可以实现
     NSLog(@"===person1-height:%d===person2-height:%d",person1.height,person2.height);
       
 }

从上面的来看，采用全局变量、全局字典来解决分类添加成员变量都有弊端

默认情况下，因为分类底层结构的限制，不能添加成员变量到分类中。但可以通过关联对象来间接实现

关联对象提供了以下API

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

const void * key这个key通常传什么呢？

用法1：

 //将namekey变量的地址值存入到当前变量的内存中
 static void *MyKey = &MyKey;
 objc_setAssociatedObject(obj, MyKey, value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
 objc_getAssociatedObject(obj, MyKey)

用法2：

 //static char MyKey;//直接传入地址值
 objc_setAssociatedObject(obj, &MyKey, value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
 objc_getAssociatedObject(obj, &MyKey)

用法3：

 //使用属性名作为key： 常量字符串，在内存中只有一份
 objc_setAssociatedObject(obj, @"property", value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
 objc_getAssociatedObject(obj, @"property");

用法4：

 //使用get方法的@selecor作为key
 objc_setAssociatedObject(obj, @selector(getter), value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
 objc_getAssociatedObject(obj, @selector(getter))

objc_AssociationPolicy参数

 objc_AssociationPolicy              对应的修饰符
 OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN               assign
 OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC     strong, nonatomic
 OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC       copy, nonatomic
 OBJC_ASSOCIATION_RETAIN               strong, atomic
 OBJC_ASSOCIATION_COPY                 copy, atomic

关联对象的原理
1. 打开objc4，找到runtime.h文件，找到objc_setAssociatedObject方法的声明，然后进入定位到runtime.mm
```
 void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy) {
     _object_set_associative_reference(object, (void *)key, value, policy);
 }
```
2. 进入_object_set_associative_reference
```
 //里面全部是C++，以后有C++经验了在分析
```
  1. 实现关联对象技术的核心对象有
    AssociationsManager AssociationsHashMap ObjectAssociationMap ObjcAssociation
  2. 之间的关系
3. 总结：
  1. 关联对象并不是存储在被关联对象本身内存中
  2. 关联对象存储在全局的统一的一个AssociationsManager中
  3. 设置关联对象为nil，就相当于是移除关联对象

补充：static修饰全局变量的作用

结论：全局变量默认是extern修饰，可以直接被外部访问；而static修饰全局变量只能被当前文件访问。

疑问：全局变量没有被static修饰时，如何被外部访问的呢？平时使用时，貌似也不能用啊？下面例证：

 //Cat.h文件
 @interface Cat : NSObject

 -(void)setGlobalV;
 @end
 //Cat.m文件
 #import "Cat.h"
 //全局变量
 int catAge_ ;
 @implementation Cat
    
 -(void)setGlobalV{
     //给全局变量设置值
     catAge_ = 10;
 }
 @end
    
 //main文件
 #import <Foundation/Foundation.h>
 #import "Cat.h"
 //访问非static修饰的全局变量：只要在当前访问的文件中定义一个用extern修饰的相同名字的变量即可访问
 extern int catAge_;
 int main(int argc, const char * argv[]) {
     @autoreleasepool {
            
         Cat *cat = [Cat new];
         [cat setGlobalV];
         //打印为10，说明成功的访问了Cat.m文件内部的全局变量catAge_
         NSLog(@"=======%d",catAge_);
     }
     return 0;
 }