iOS底层系列:关联对象

Sunxb

前言

之前我们聊过了,在Category中声明一个属性,可以自己手动实现set和get方法,但是因为没有成员变量,所以说并不能储值。

我们可以通过runtime的api实现让成员变量可以储值,其实本质也并不是储存,而是通过关联对象实现了这种看似是可以储值的效果。

我们可以用下面的方法来设置关联对象。

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

objc_getAssociatedObject(id _Nonnull object, const void * _Nonnull key);

今天我们就来探究一下这种关联对象的实现逻辑。

实现

我们在runtime源码中搜索objc_setAssociatedObject,最终可以定位到下面这个方法。

_object_set_associative_reference

通过简单的分析源码,我们可以看出关联对象的实现,大致是由下面四个类结合实现的。

AssociationsManager
AssociationsHashMap
ObjectAssociationMap
ObjcAssociation

简单的抽取和简化一下源码,基本可以得出这四个类的关系。

class AssociationsManager {
    static AssociationsHashMap * _map
}

typedef DenseMap<DisguisedPtr<objc_object>, ObjectAssociationMap> AssociationsHashMap;

typedef DenseMap<const void *, ObjcAssociation> ObjectAssociationMap;

class ObjcAssociation {
    uintptr_t _policy;
    id _value;
};

大家也可以看一下下面这幅图。

image

这里很清晰的表明了这几个类的关系,AssociationsManager有一个AssociationsHashMap类型的属性_map,_map的key是DisguisedPtr<objc_object>类型,value是ObjectAssociationMap类型,而这个ObjectAssociationMap类型中的key是一个指针(void*),value是ObjcAssociation类型。这个ObjcAssociation中有两个重要的是就是属性,_policy和_value。

关联对象的设置就是通过这几个类来实现的,上面我们也分析完了这几个类的相互关系,那这些类和我们在调用objc_setAssociatedObject时传入的参数关系是怎么样的呢?我们继续分析源码。

我们在看一遍下面这方法。

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

在调用的时候我们传入了四个参数,第一个就是我们的被关联对象,第二个是我们设置的关联对象的key, 第三个就是我们要存的值,第四个就是关联的策略(类似retain,copy等)

这里先直接说结果吧,其实可以理解为AssociationsManager的属性_map中,以参数object为key,value是一个ObjectAssociationMap类型的map。ObjectAssociationMap中,则是以参数中的key为key,value是一个ObjcAssociation类型的对象,最后我们参数中的value和policy就储存在这个ObjectAssociation变量中。

好了,这样我们传的四个参就跟这些类对应上了。就像下图这样子。

image

注意:

通过源码我们知道,AssociationsHashMap中的key并不是使用直接使用了object,而是一个DisguisedPtr类型,但是通过源码我们可以看到DisguisedPtr<objc_object> disguised{(objc_object *)object};,说到底这个key也是根据我们的object来生成的,所以可以说这个key与我们的object是对应关系,从而可以理解为是这个object为key。

不得不说,苹果的设计还是很巧妙的,每一个要设置关联对象的对象对应一个map,在这个map中,使用我们自己设置的不同的关联对象的key为key,用关联对象的value和策略生成一个ObjcAssociation类型的对象为value,然后进行储存,这样每一个要设置关联对象的对象,具体的每一个关联对象,都能一一对应起来了。

上面的话说的有点拗口,相信大家可以理解。

总结和补充

关联对象并不是储存在被关联对象本身的,而是储存在全局的统一的一个AssociationsHashMap中。

从源码中我们还可以看出如果我们给关联对象设置nil,则代表移除该关联对象。

同时还要注意,因为我们的object其实是一个对象,这就要涉及内存管理问题,当我们的这个object释放后,其实整个AssociationsHashMap中其对应项都会被移除,这个以后我们讨论内存管理的时候再说。

objc_getAssociatedObject实现咱们就不具体分析了,如果看动了set的实现,get其实很容易理解。

感谢阅读。

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