分类不能自动创建 get set 方法

前言

前几天有人问我一个问题:为什么分类不能自动创建get set方法。老实说,笔者从来没有去思考过这个问题。于是这次通过代码实践跟runtime源码来探究这个问题。

准备工作

为了能减少输出类数据的代码工作,笔者基于NSObject的分类封装了一套代码

 11783864-c416370fe938ea40

其中输出类实例变量的具体代码:

+(void)kRecordOBJ采用dispatch_once的方式将NSObject存在的数据存储到三个数组中,用来排除父类的数据输出

类的属性

  • 正常创建类

    运行结果:属性nameage生成了对应的_propertyName的实例变量以及settergetter

     12783864-eae915b82abc97ca
  • 动态生成属性age

    运行结果:缺少了_age变量以及对应的setAge:age方法

     13783864-63584be595c2c024
  • 手动实现setter/getter

    输出结果:未生成_age实例变量

     14783864-b81880b32b2e6dba
  • 手动实现_pIdsetter/getter

    运行结果:KVC的访问会触发setter方法,_pId除了无法通过点语法访问外,其他表现与@property无异

     15783864-4b6419ceb5605328

通过上面的几段试验,可以得出@property的公式:

 16783864-a859e0163a20a5b7

分类属性

  • 分类中添加weighheight属性

    运行结果:weighheight未生成实例变量以及对应的setter/getter,与@dynamic修饰的age表现一致

     17783864-7fabb41cc79e1d02
  • 使用@synthesize自动合成setter/getter方法时编译报错
     18783864-094fbbf37d5136e1
  • 手动实现setter/getter
    @implemetation Person (category)

    运行结果:与@dynamic age后重写其setter/getter表现一致
  • 动态绑定属性来实现setter/getter

    运行结果:动态绑定前后ivar没有发生任何变化

     19783864-5ead3ca71e138237

通过代码实验,可以得出下面两个结论:

  • 分类属性相当于@dynamic property
  • 缺少ivar的情况下无法使用@synthesize自动合成属性

以及一个猜想:

  • 在类完成加载后无法继续添加ivar

通过runtime动态创建类验证猜想:

运行结果:在调用class_registerClassPair后,添加ivar失败

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从源码解析

objc_class的结构体定义如下:

ps: 在新版本中结构体内部已经发生了大改,但是内部的属性大致上仍是这些

这里面有个重要的属性ivar_layout,顾名思义存放的是变量的位置属性,与之对应的还有一个weakIvarLayout变量,不过在默认结构中没有出现。这两个属性用来记录ivar哪些是strong或者weak,而这个记录操作在runtime阶段已经被确定好。正由于如此,这极有可能是ivar无法在类被加载后继续添加的原因之一。ivar_layout的更多了解可以参照Objective-C Class Ivar layout一文

import操作帮助编译检查和链接过程,但是在category的加载过程中,不会将扩展的内容添加到原始的类结构中。runtime对于category的加载过程可以简单的分成下面几步(摘自objc category的密码):

  • objc runtime的加载入口是一个叫_objc_init的方法,在library加载前由libSystem dyld调用,进行初始化操作
  • 调用map_images方法将文件中的image map到内存
  • 调用_read_images方法初始化map后的image,这里面干了很多的事情,像load所有的类、协议和category,著名的+ load方法就是这一步调用的
    -仔细看category的初始化,循环调用了_getObjc2CategoryList方法,这个方法拿出来看看:
  • .…

这一切的过程发生在_objc_init函数中,函数实现如下

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简单来说在load_images函数中最终会走到下面的代码调用来加载所有的类以及类的分类

 22783864-a7b14481843bed47

根据上面的代码加上runtime的加载顺序,可以继续推出:

  • @dynamic实际上是将属性的加载推迟到类加载完成后

另外,前面也说过在缺少ivar的情况下无法自动合成setter/getter,除了category本身是不被添加到类结构中的,所以无法使用类结构的ivar合成属性外,还有分类自身结构的问题

可以看到分类结构本身是不存在ivar的容器的,因此缺少了自动合成属性的条件。最后还有一个问题,我们在使用objc_associate系列函数绑定属性的时候这些变量存储在了哪里?

 23783864-4cf8e35692b5e390

runtime底层,存在一个类型为AssociationHashMap的哈希映射表保存着对象动态添加的属性,每个对象以自身地址为key维护着一个绑定属性表,我们动态添加的属性就都存储在这个表里。

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关于作者:林欣达

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