OC runtime學習筆記之關聯(lián)對象
前言
Objective-C 不能動態(tài)的添加一些屬性到對象上,和其他的一些原生支持這點的語言不一樣。所以之前你都不得不努力為未來要增加的變量預留好空間。在 Mac OS X 10.6 中,Objective-C 的 Runtime 已經原生的支持這個功能了。
OC runtime 中關聯(lián)對象的方法相信大家都使用過,但是其原理和內部實現(xiàn)就很多人不知道。這篇文章就來講解一下 OC runtime 之關聯(lián)對象,下面直接步入正題。
runtime 關聯(lián)對象原理
runtime 中提供的 API 如下:
/// 對象關聯(lián)策略
typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy) {
OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0, /**< 關聯(lián)一個弱引用 */
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, /**< 指定關聯(lián)一個強引用. 非原子性. */
OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3, /**< 指定關聯(lián)一個拷貝引用. 非原子性. */
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401, /**< 指定關聯(lián)一個強引用.原子性. */
OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403 /**< 指定關聯(lián)一個拷貝引用.原子性. */
};
/**
* 用給定的 key 和關聯(lián)策略 policy 為指定的 object 設置關聯(lián)關系
*/
void objc_setAssociatedObject(id object, const void * key, id value, objc_AssociationPolicy policy);
/**
* 通過給定的 object 和 key 拿到關聯(lián)的對象
*/
id objc_getAssociatedObject(id object, const void * key);
/**
* 移除給定 object 所有關聯(lián)的關系
*/
void objc_removeAssociatedObjects(id object);
runtime 的 API 很簡單,實際上工作中使用 runtime 的關聯(lián)對象也很方便,如下:
static const void * _Nonnull titleKey = @"titleKey";
- (void)setTitle:(NSString *)title
{
objc_setAssociatedObject(self, titleKey, key, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
}
- (NSString *)title
{
return objc_getAssociatedObject(self, titleKey);
}
如此簡單強大的功能,如果想要觀察系統(tǒng)的實現(xiàn),可以找關聯(lián)對象的源碼,我們可以從objc 源碼中拿到,
從源碼中,可以找到以上三個 API 的實現(xiàn)如下:

以 objc_setAssociatedObject 方法為例,方法內部調用的一個內部方法,參數同上,進入內部方法
/// 方法為我加過注釋的代碼。
void _object_set_associative_reference(id object, void *key, id value, uintptr_t policy) {
// 取原來的綁定關系,新綁定關系原來關系為空
ObjcAssociation old_association(0, nil);
// 驗證參數
id new_value = value ? acquireValue(value, policy) : nil;
{
// 內部綁定關系管理器.內部管理一個全局 AssociationsHashMap
AssociationsManager manager;
// 管理器中的綁定關系Map
AssociationsHashMap &associations(manager.associations());
// 生成偽裝地址。處理參數 object 地址
disguised_ptr_t disguised_object = DISGUISE(object);
if (new_value) {
// 打破原來存在的綁定關系
AssociationsHashMap::iterator i = associations.find(disguised_object); // 以偽裝地址為key 在AssociationsHashMap找objc 對應的二級 Map
if (i != associations.end()) {
// 二級Map存在。并取二級map: ObjectAssociationMap
ObjectAssociationMap *refs = i->second;
// 同樣的方法找到 ObjectAssociationMap 中綁定關系
ObjectAssociationMap::iterator j = refs->find(key); // 通過key 在ObjectAssociationMap 中找ObjcAssociation
if (j != refs->end()) {
// 找到原來 ObjcAssociation 關系,直接賦值old_association
old_association = j->second;
j->second = ObjcAssociation(policy, new_value);
} else {
// 不存在 -> 重新創(chuàng)建一次
(*refs)[key] = ObjcAssociation(policy, new_value);
}
} else {
// 不存在二級Map 就直接從新創(chuàng)建
ObjectAssociationMap *refs = new ObjectAssociationMap;
associations[disguised_object] = refs;
(*refs)[key] = ObjcAssociation(policy, new_value);
object->setHasAssociatedObjects();
}
} else {
// 未傳 value ,直接設置關聯(lián)關系為nil。移除原來的綁定關系
AssociationsHashMap::iterator i = associations.find(disguised_object);
if (i != associations.end()) {
ObjectAssociationMap *refs = i->second;
ObjectAssociationMap::iterator j = refs->find(key);
if (j != refs->end()) {
old_association = j->second;
refs->erase(j);
}
}
}
}
// 釋放 old value.
if (old_association.hasValue()) ReleaseValue()(old_association);
}
從源碼中可以看到維護對象關聯(lián)的對象主要有四個
AssociationsManager // 維護關聯(lián)關系的全局管理者 ---> 保存AssociationsHashMap
AssociationsHashMap // 保存關聯(lián)關系的HashMap ---> 保存對象對應的關聯(lián)關系的Map
ObjectAssociationMap // 對象關聯(lián)關系的Map,二級Map
ObjcAssociation // 關聯(lián)關系
它們的關系用圖像表示如下:
runtime
相當于從我們的對象外部重新創(chuàng)建并管理了一套對象關聯(lián)機制,通過雙層 hashMap 來維護對象之間的關聯(lián)關系。其中 AssociationsHashMap(外層Map)是存放在 AssociationsManager 中的全局靜態(tài) map。通過要關聯(lián)對象的內存地址處理得到和對象唯一綁定的 key 在 map 中保存和對象相關的ObjectAssociationMap,此 map 又維護一個一個的 ObjcAssociation (關聯(lián)策略和值)。
以上以 objc_setAssociatedObject 為例講解了關聯(lián)對象的原理,objc_getAssociatedObject和objc_removeAssociatedObjects 原理也是一樣。
思維拓展
runtime 中對象關聯(lián)的原理如上,學習了蘋果源碼中的思想??梢园l(fā)現(xiàn)工作中很多類似的數據存儲恰好能借鑒一下。
恰好下午研究 runtime 對象關聯(lián)原理的時候,朋友問我一個多用戶系統(tǒng)的實現(xiàn)邏輯。
大意是:
- 用戶通過手機號登錄后會在內存中生成用戶信息表,表中可以保存用戶的諸如:個人基本信息、聯(lián)系人信息、錢包信息……
- 用戶退出登錄后,信息不會丟失。
- 其他用戶登錄后,會同樣創(chuàng)建對應的用戶信息表,并保存
- 之前用戶登錄后,依然能查看之前自己的用戶信息
看到這個問題,我直接感覺 runtime 中對象關聯(lián)的實現(xiàn)恰好就是這個問題的極好實現(xiàn)。
通過用戶登錄id為 key 創(chuàng)建用戶信息Map。確定每個用戶id對應唯一一個用戶信息表,用戶信息表中想保存什么信息就自定義啦。
總結
以上就是這篇文章的全部內容了,希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,如果有疑問大家可以留言交流,謝謝大家對腳本之家的支持。
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