使用场景
- 可以减少单个文件的体积。
- 可以按照功能分组，放到不同的分类里，使类结构更清晰。
- 降低耦合性，同一个类可以有多个开发人员进行开发。
- 模拟多继承。
- 把静态库的私有方法公开。
- 可以给系统类新增功能。
分类底层结构
在 objc4 源码中，可以拿到分类的底层实现：
struct category_t {
const char *name; // 类名
classref_t cls; // 类引用
struct method_list_t *instanceMethods; // 对象方法列表
struct method_list_t *classMethods; // 类方法列表
struct protocol_list_t *protocols; // 协议列表
struct property_list_t *instanceProperties; // 属性列表
// Fields below this point are not always present on disk.
struct property_list_t *_classProperties;
method_list_t *methodsForMeta(bool isMeta) {
if (isMeta) return classMethods;
else return instanceMethods;
}
property_list_t *propertiesForMeta(bool isMeta, struct header_info *hi);
protocol_list_t *protocolsForMeta(bool isMeta) {
if (isMeta) return nullptr;
else return protocols;
}
};在程序编译时，我们添加的所有分类都会转换成上面这种结构。在程序运行时，才会通过
Runtime动态的将分类中的数据合并到原始类。
除了下载 objc4 源码，我们还可以直接通过下面命令将 OC 代码转换为 C++ 代码，也可以验证分类的结构：
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-arm64.cpp从 category_t 结构体中可以看出，我们可以在分类中添加对象方法、类方法、协议、属性。
并且我们发现分类结构体中不存在成员变量的，因此 分类是不允许添加成员变量 的。分类中添加的属性并不会帮组我们自动生成成员变量，只会生成 get set 方法的声明，需要我们自己去实现。
Category加载过程
通过 Runtime 加载某个类的所有 Category 数据。
把所有 Category 的对象方法、类方法、协议、属性数据，合并到一个大数组中，后面参与编译的 Category 数据，会在数组的前面。
将合并后的分类数据（对象方法、类方法、协议、属性），插入到类原来数据的前面。
Category和Extension的区别
Extension 在编译时，它的数据就已经包含在类信息中。
Category 在运行时，才会将数据合并到类信息中。
+load方法
+load 方法会在 Runtime 加载类、分类时调用（在 main 函数之前）。
每个类、分类的 +load，在程序运行过程中只调用一次。
类中的 +load 方法不会被分类中的 +load 方法覆盖。
父类中的 +load 方法也不会被子类覆盖，所以子类中的 +load 方法无需手动调用父类的 +load 方法。
+load 方法是根据方法地址直接调用，并不是经过 objc_msgSend 函数调用。
调用顺序
- 先调用类的
+load，再调用分类的+load。 - 调用子类的
+load之前会先调用父类的+load。 - 按照编译先后顺序调用（先编译，先调用）。
+initialize方法
+initialize 方法会在类第一次接收到消息时调用（new、alloc 或调用任何方法时）。
类中的 +initialize 方法会被分类中的 +initialize 方法覆盖。
+initialize 方法是通过 objc_msgSend 进行调用的。
调用顺序
- 调用子类的
+initialize之前会先调用父类的+initialize。 - 如果子类没有实现
+initialize，会调用父类的+initialize（所以父类的+initialize可能会被调用多次）。
Category 能否添加成员变量？
不能直接给 Category 添加成员变量，但是可以间接实现 Category 有成员变量的效果。
分类添加属性
在类或 Extension 里添加属性，会自动生成成员变量、get set 方法的声明和实现。
但是在 Category 里添加属性，只会生成 get set 方法的声明。
可以通过维护一个全局的字典来实现成员变量的效果，但是存在很多问题。比如线程安全、内存泄露等。
@interface JFPerson (Test)
@property (nonatomic, assign) int age;
@end
@implementation JFPerson (Test)
NSMutableDictionary *ageDict_;
+ (void)load
{
ageDict_ = [NSMutableDictionary dictionary];
}
- (void)setAge:(int)age
{
NSString *key = [NSString stringWithFormat:@"%p", self];
ageDict_[key] = @(age);
}
- (int)age
{
NSString *key = [NSString stringWithFormat:@"%p", self];
return [ageDict_[key] intValue];
}
@end关联对象
上面使用字典的方式明显是不可取的，但还有一种更科学的方式，就是使用关联对象来间接实现：
@interface JFPerson (Test)
@property (nonatomic, assign) int age;
@end
@implementation JFPerson (Test)
NSMutableDictionary *ageDict_;
- (void)setAge:(int)age
{
// 添加关联对象
objc_setAssociatedObject(self, @"age", @(age), OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
}
- (int)age
{
// 获得关联对象
return [objc_getAssociatedObject(self, @"age") intValue];
}
@end关联对象
objc4 的源码 Apple 公司也一直在维护更新，所有有些老的资料里的分析过程可能已经不适用了。
实现关联对象技术的核心对象有下面 4 个：
AssociationsManager：关联对象的管理者。AssociationsHashMap：存储ObjectAssociationMap字典。ObjectAssociationMap：存储ObjcAssociation字典。ObjcAssociation：关联对象存储的具体数据。
大概原理就是 AssociationsManager 是一个管理类，用于获取 AssociationsHashMap。
AssociationsHashMap 中存储了关联对象字典 ObjectAssociationMap。
ObjectAssociationMap 关联对象字典中又存储了具体的数据 ObjcAssociation。
图示
