OC runtime學(xué)習(xí)筆記之關(guān)聯(lián)對(duì)象
前言
Objective-C 不能動(dòng)態(tài)的添加一些屬性到對(duì)象上,和其他的一些原生支持這點(diǎn)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(yù)留好空間。在 Mac OS X 10.6 中,Objective-C 的 Runtime 已經(jīng)原生的支持這個(gè)功能了。
OC runtime 中關(guān)聯(lián)對(duì)象的方法相信大家都使用過,但是其原理和內(nèi)部實(shí)現(xiàn)就很多人不知道。這篇文章就來講解一下 OC runtime 之關(guān)聯(lián)對(duì)象,下面直接步入正題。
runtime 關(guān)聯(lián)對(duì)象原理
runtime 中提供的 API 如下:
/// 對(duì)象關(guān)聯(lián)策略 typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy) { OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0, /**< 關(guān)聯(lián)一個(gè)弱引用 */ OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, /**< 指定關(guān)聯(lián)一個(gè)強(qiáng)引用. 非原子性. */ OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3, /**< 指定關(guān)聯(lián)一個(gè)拷貝引用. 非原子性. */ OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401, /**< 指定關(guān)聯(lián)一個(gè)強(qiáng)引用.原子性. */ OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403 /**< 指定關(guān)聯(lián)一個(gè)拷貝引用.原子性. */ }; /** * 用給定的 key 和關(guān)聯(lián)策略 policy 為指定的 object 設(shè)置關(guān)聯(lián)關(guān)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(guān)聯(lián)的對(duì)象 */ id objc_getAssociatedObject(id object, const void * key); /** * 移除給定 object 所有關(guān)聯(lián)的關(guān)系 */ void objc_removeAssociatedObjects(id object);
runtime 的 API 很簡(jiǎn)單,實(shí)際上工作中使用 runtime 的關(guān)聯(lián)對(duì)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(jiǎn)單強(qiáng)大的功能,如果想要觀察系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),可以找關(guān)聯(lián)對(duì)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(gè) API 的實(shí)現(xiàn)如下:
以 objc_setAssociatedObject 方法為例,方法內(nèi)部調(diào)用的一個(gè)內(nèi)部方法,參數(shù)同上,進(jìn)入內(nèi)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(guān)系,新綁定關(guān)系原來關(guān)系為空 ObjcAssociation old_association(0, nil); // 驗(yàn)證參數(shù) id new_value = value ? acquireValue(value, policy) : nil; { // 內(nèi)部綁定關(guān)系管理器.內(nèi)部管理一個(gè)全局 AssociationsHashMap AssociationsManager manager; // 管理器中的綁定關(guān)系Map AssociationsHashMap &associations(manager.associations()); // 生成偽裝地址。處理參數(shù) object 地址 disguised_ptr_t disguised_object = DISGUISE(object); if (new_value) { // 打破原來存在的綁定關(guān)系 AssociationsHashMap::iterator i = associations.find(disguised_object); // 以偽裝地址為key 在AssociationsHashMap找objc 對(duì)應(yīng)的二級(jí) Map if (i != associations.end()) { // 二級(jí)Map存在。并取二級(jí)map: ObjectAssociationMap ObjectAssociationMap *refs = i->second; // 同樣的方法找到 ObjectAssociationMap 中綁定關(guān)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(guān)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(jí)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(shè)置關(guān)聯(lián)關(guān)系為nil。移除原來的綁定關(guān)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(hù)對(duì)象關(guān)聯(lián)的對(duì)象主要有四個(gè)
AssociationsManager // 維護(hù)關(guān)聯(lián)關(guān)系的全局管理者 ---> 保存AssociationsHashMap
AssociationsHashMap // 保存關(guān)聯(lián)關(guān)系的HashMap ---> 保存對(duì)象對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系的Map
ObjectAssociationMap // 對(duì)象關(guān)聯(lián)關(guān)系的Map,二級(jí)Map
ObjcAssociation // 關(guān)聯(lián)關(guān)系
它們的關(guān)系用圖像表示如下:
runtime
相當(dāng)于從我們的對(duì)象外部重新創(chuàng)建并管理了一套對(duì)象關(guān)聯(lián)機(jī)制,通過雙層 hashMap 來維護(hù)對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。其中 AssociationsHashMap(外層Map)是存放在 AssociationsManager 中的全局靜態(tài) map。通過要關(guān)聯(lián)對(duì)象的內(nèi)存地址處理得到和對(duì)象唯一綁定的 key 在 map 中保存和對(duì)象相關(guān)的ObjectAssociationMap,此 map 又維護(hù)一個(gè)一個(gè)的 ObjcAssociation (關(guān)聯(lián)策略和值)。
以上以 objc_setAssociatedObject 為例講解了關(guān)聯(lián)對(duì)象的原理,objc_getAssociatedObject和objc_removeAssociatedObjects 原理也是一樣。
思維拓展
runtime 中對(duì)象關(guān)聯(lián)的原理如上,學(xué)習(xí)了蘋果源碼中的思想??梢园l(fā)現(xiàn)工作中很多類似的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)恰好能借鑒一下。
恰好下午研究 runtime 對(duì)象關(guān)聯(lián)原理的時(shí)候,朋友問我一個(gè)多用戶系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)邏輯。
大意是:
- 用戶通過手機(jī)號(hào)登錄后會(huì)在內(nèi)存中生成用戶信息表,表中可以保存用戶的諸如:個(gè)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(huì)丟失。
- 其他用戶登錄后,會(huì)同樣創(chuàng)建對(duì)應(yīng)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(gè)問題,我直接感覺 runtime 中對(duì)象關(guān)聯(lián)的實(shí)現(xiàn)恰好就是這個(gè)問題的極好實(shí)現(xiàn)。
通過用戶登錄id為 key 創(chuàng)建用戶信息Map。確定每個(gè)用戶id對(duì)應(yīng)唯一一個(gè)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(jié)
以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了,希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,如果有疑問大家可以留言交流,謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。
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