category的真面目

objc所有类和对象都是c结构体，category当然也一样，下面是 runtime 中category的结构：

struct _category_t {
  const char *name; // 1
  struct _class_t *cls; // 2
  const struct _method_list_t *instance_methods; // 3
  const struct _method_list_t *class_methods; // 4
  const struct _protocol_list_t *protocols; // 5
  const struct _prop_list_t *properties; // 6
};

name 注意，并不是category小括号里写的名字，而是类的名字

cls 要扩展的类对象，编译期间这个值是不会有的，在app被runtime加载时才会根据 name 对应到类对象

instance_methods 这个category所有的 - 方法

class_methods 这个category所有的 + 方法

protocols 这个category实现的protocol，比较不常用在category里面实现协议，但是确实支持的

properties 这个category所有的property，这也是category里面可以定义属性的原因，不过这个property不会 @synthesize 实例变量，一般有需求添加实例变量属性时会采用 objc_setAssociatedObject 和 objc_getAssociatedObject 方法绑定方法绑定，不过这种方法生成的与一个普通的实例变量完全是两码事。

编译器，你对category干了什么？

举个栗子看，定义下面一个类和它的category，实现忽略，保存为 sark.h 和 sark.m

@interface Sark : NSObject
- (void)speak;
@end
@interface Sark (GayExtention)
- (void)burst;
@end

请出clang的重写命令：

$ clang -rewrite-objc sark.m

同级目录下会生成 sark.cpp ，这就是 objc 代码重写成 c++ (基本就是c)的实现。

打开生成的文件，发现茫茫多，排除include进来的header，自己的代码都在文件尾部了，看看上面的category被编译器搞成什么样子了：

static struct _category_t _OBJC_$_CATEGORY_Sark_$_GayExtention __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) =
{
  "Sark",
  0, // &OBJC_CLASS_$_Sark,
  (const struct _method_list_t *)&_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Sark_$_GayExtention,
  0,
  0,
  0,
};

先注意这个category的名字 _OBJC_$_CATEGORY_Sark_$_GayExtention ，这是一个按规则生成的符号了，中间的 Sark 是类名，后面的 GayExtention 是类别的名字，这也就是为什么 同一个类的category名不能冲突

了

对应看上面 _category_t 的定义，因为category里面只添加了一个 - burst 方法，所以只有实例方法那一项被填充了值 _OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Sark_$_GayExtention

其中 _I_Sark_GayExtention_burst 符号就代表了category里面的 - burst 方法，同样遵循了一定的命名规范，里面的 I 表示实例方法

最后，这个类的category们生成了一个数组，存在了 __DATA 段下的 __objc_catlist section里

static struct _category_t *L_OBJC_LABEL_CATEGORY_$ [1] __attribute__((used, section ("__DATA, __objc_catlist,regular,no_dead_strip")))= {
  &_OBJC_$_CATEGORY_Sark_$_GayExtention,
};

至此编译器的任务完成了。

runtime，我的category哪儿去了？

我们知道，category动态扩展了原来类的方法，在调用者看来好像原来类本来就有这些方法似的，有两个事实：

不论有没有import category 的 .h ，都可以成功调用category的方法，都影响不到category的加载流程，import只是帮助了编译检查和链接过程

runtime加载完成后，category的 原始信息 在 类结构里 将不会存在

这需要探究下 runtime对category的加载过程 ，这里就简单说一下

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：

#define GETSECT(name, type, sectname)     type *name(const header_info *hi, size_t *outCount)    {       unsigned long byteCount = 0;    type *data = (type *)         getsectiondata(hi->mhdr, SEG_DATA, sectname, &byteCount);       *outCount = byteCount / sizeof(type);       return data;  }
// ... //
GETSECT(_getObjc2CategoryList, category_t *, "__objc_catlist");

眼熟的 __objc_catlist

，就是上面category存放的数据段了，可以串连起来了

在调用完 _getObjc2CategoryList 后，runtime终于开始了 category的处理 ，简化的代码如下

// Process this category.
// First, register the category with its target class.
// Then, rebuild the class's method lists (etc) if
// the class is realized.
BOOL classExists = NO;
if (cat->instanceMethods ||  cat->protocols  ||  cat->instanceProperties)
{
  addUnattachedCategoryForClass(cat, cls, hi);
  if (isRealized(cls)) {
    remethodizeClass(cls);
    classExists = YES;
  }
}
if (cat->classMethods  ||  cat->protocols )
{
  addUnattachedCategoryForClass(cat, cls->isa, hi);
  if (isRealized(cls->isa)) {
    remethodizeClass(cls->isa);
  }
}

首先分成两拨，一拨是实例对象相关的调用 addUnattachedCategoryForClass ，一拨是类对象相关的调用 addUnattachedCategoryForClass ，然后会调到 attachCategoryMethods 方法，这个方法把一个类所有的category_list的所有方法取出来组成一个 method_list_t ** ，注意，这里是 倒序

添加的，也就是说，新生成的category的方法会先于旧的category的方法插入

static void
attachCategoryMethods(class_t *cls, category_list *cats,
            BOOL *inoutVtablesAffected)
{
  if (!cats) return;
  if (PrintReplacedMethods) printReplacements(cls, cats);
  BOOL isMeta = isMetaClass(cls);
  method_list_t **mlists = (method_list_t **)
    _malloc_internal(cats->count * sizeof(*mlists));
  // Count backwards through cats to get newest categories first
  int mcount = 0;
  int i = cats->count;
  BOOL fromBundle = NO;
  while (i--) {
    method_list_t *mlist = cat_method_list(cats->list[i].cat, isMeta);
    if (mlist) {
      mlists[mcount++] = mlist;
      fromBundle |= cats->list[i].fromBundle;
    }
  }
  attachMethodLists(cls, mlists, mcount, NO, fromBundle, inoutVtablesAffected);
  _free_internal(mlists);
}

生成了所有method的list之后，调用 attachMethodLists 将所有方法 前序 添加进类的方法的数组中，也就是说，如果原来类的方法是a,b,c，类别的方法是1,2,3，那么插入之后的方法将会是1,2,3,a,b,c，也就是说，原来类的方法被category的方法 覆盖

了，但被覆盖的方法确实还在那里。