【iOS】关联对象详解
前言
associatedObject又称关联对象。顾名思义，就是把一个对象关联到另外一个对象身上。使两者能够产生联系。目前我能想到的关联对象的使用场景有如下几点：
- 运行时给cagetory添加getter和setter。因为category中添加的property不会生成带下划线"_"的成员变量以及getter和setter的实现。所以可以通过关联对象实现getter和setter。
- 有时需要在对象中存储一些额外的信息，我们通常会从对象所属的类中继承一个子类。然后给这个子类添加额外的属性，改用这个子类。然而并非所有的情况都能这么做，有时候类的实例可能是由某种机制创建的，而开发者无法另这种机制创建出自己所写的子类实例。此时可以使用“关联对象”。
- 有时只是给某个类添加一个额外的属性，完全没有必要继承出来一个子类。此时可以使用“关联对象”。
- delegate回调的方法中使用关联对象。有时候在一些delegate回调的方法中需要处理一些回调任务。比如发起网络请求和在delegate回调的方法中做UI的更新。这样一来，发起网络请求和在回调中更新UI的代码被分散到了两个地方，不利于管理和阅读。此时可以使用“关联对象”。
关联对象可以给某个object关联一个或者多个其他对象，这些对象通过“键”来区分，我们可以通过键给这个object绑定一个对象，也可以通过键获取object绑定的对象。object身上的一个键就对应一个关联对象。所以我们可以给object关联多个关联对象。我们可以把这个object想象成一个字典。把关联到该object的对象理解为字典中的value，这些value通过key来存或取。存取关联对象的值就相当于在字典对象上调用[object setObject:value forKey:key]与[object objectForKey:key]方法。然而两者之间有个重要差别：如果两个键指针不同，但是值相同，在这两个键上调用“isEqual:”方法的返回值是YES，那么字典也认为二者相等。（详情可参考笔者的《浅析对象等同性判断》）。设置关联对象时用的键是个“不透明指针（opaque pointer）”。在设置关联对象时，若想另两个键匹配到同一个值，则二者必须是完全相同的指针才行。鉴于此，存取关联对象用的key通常是一个静态全局变量。
注意：
存取关联对象用的key通常是一个静态全局变量。
使用关联对象必须导入#import <objc/runtime.h>框架。
关联对象的存储需要指明存储策略。和property类似，objc以枚举的方式提供了存储策略。本质上就是关联对象的内存管理语义。如下：
/* Associative References */
/**
* Policies related to associative references.
* These are options to objc_setAssociatedObject()
*/
typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy) {
OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0, /**< Specifies a weak reference to the associated object. */
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, /**< Specifies a strong reference to the associated object.
* The association is not made atomically. */
OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3, /**< Specifies that the associated object is copied.
* The association is not made atomically. */
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401, /**< Specifies a strong reference to the associated object.
* The association is made atomically. */
OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403 /**< Specifies that the associated object is copied.
* The association is made atomically. */
};
- OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN 相当于@property的assign
- OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC相当于@property的nonatomic + retain
- OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC相当于@property的nonatomic + copy
- OBJC_ASSOCIATION_RETAIN相当于@property的retain
- OBJC_ASSOCIATION_COPY相当于@property的copy
关联对象的管理函数
使用下面3个函数管理关联对象（存储、获取、移除）：
/**
* Sets an associated value for a given object using a given key and association policy.
*
* @param object The source object for the association.
* @param key The key for the association.
* @param value The value to associate with the key key for object. Pass nil to clear an existing association.
* @param policy The policy for the association. For possible values, see “Associative Object Behaviors.”
*
* @see objc_setAssociatedObject
* @see objc_removeAssociatedObjects
*/
OBJC_EXPORT void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_6, __IPHONE_3_1);
/**
* Returns the value associated with a given object for a given key.
*
* @param object The source object for the association.
* @param key The key for the association.
*
* @return The value associated with the key \e key for \e object.
*
* @see objc_setAssociatedObject
*/
OBJC_EXPORT id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)
__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_6, __IPHONE_3_1);
/**
* Removes all associations for a given object.
*
* @param object An object that maintains associated objects.
*
* @note The main purpose of this function is to make it easy to return an object
* to a "pristine state”. You should not use this function for general removal of
* associations from objects, since it also removes associations that other clients
* may have added to the object. Typically you should use \c objc_setAssociatedObject
* with a nil value to clear an association.
*
* @see objc_setAssociatedObject
* @see objc_getAssociatedObject
*/
OBJC_EXPORT void objc_removeAssociatedObjects(id object)
__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_6, __IPHONE_3_1);
// 关联对象
// 使用objc_setAssociatedObject函数可以给某个对象关联其他的对象。
void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
// 获取关联的对象
// 使用objc_getAssociatedObject函数可以通过键来取出某个对象的关联对象。
id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)
// 移除关联的对象
// 使用objc_removeAssociatedObjects函数可以移除某个对象身上的所有关联的对象。
void objc_removeAssociatedObjects(id object)
注意：void objc_removeAssociatedObjects(id object)函数移除的是某个对象身上的所有关联的对象。objc没有给我们提供移除object身上单个关联对象的函数，所以，我们一般通过objc_setAssociatedObject函数传入nil来达到移除某个关联对象的目的。如下：
void objc_setAssociatedObject(object, key, nil, policy);
用法举例
给category的property添加getter和setter
众所周知，category中虽然可以添加属性，但是并不会生成带下划线的成员变量，也不会生成getter和setter的实现（详情参考笔者的《【iOS】Category VS Extension 原理详解》）。我们可以通过关联对象这个技术为category中的属性添加getter和setter，代码如下：
// EOCPerson 的BaseInfo category
#import "EOCPerson.h"
@interface EOCPerson (BaseInfo)
// 给category添加一个name属性
@property(nonatomic,copy) NSString *name;
@end
设置关联对象后可以成功访问getter和setter，代码以及输出结果如下图：
代码以及输出结果
delegate回调的方法中使用关联对象
《Effective Objective-C 2.0 编写高质量iOS与OS X代码的52个有效方法》的item10中介绍了使用关联对象的一种场景。
以下摘抄自《Effective Objective-C 2.0 编写高质量iOS与OS X代码的52个有效方法》。
开发iOS时经常用到UIAlertView类，该类提供了一种标准视图，可向用户展示警告信息。当用户按下按钮关闭该视图时，需要用委托协议（delegate protocol）来处理此动作，但是，要想设置好这个委托机制，就得把创建警告视图和处理按钮动作的代码分开。由于代码分作两块，所以读起来有点乱。比方说，我们在使用UIAlertView时，一般都会这么写：
- (void)askUserAQuestion {
UIAlertView *alert = [[UIAlertView alloc]
initWithTitle:@"Question"
message:@"What do you want to do?"
delegate:self
cancelButtonTitle:@"Cancel"
otherButtonTitles:@"Continue", nil];
[alert show];
}
// UIAlertViewDelegate protocol method
- (void)alertView:(UIAlertView *)alertView
clickedButtonAtIndex:(NSInteger)buttonIndex
{
if (buttonIndex == 0) {
[self doCancel];
} else {
[self doContinue];
}
}
如果想在同一个类里处理多个警告信息视图，那么代码就会变得更为复杂，我们必须在delegate方法中检查传入的alertView参数，并据此选用相应的逻辑。要是能在创建警告视图的时候直接把处理每个按钮的逻辑都写好，那就简单多了。这可以通过关联对象来做。创建完警告视图之后，设定一个与之关联的“块”（block），等到执行delegate方法时再将其读出来。此方案的实现代码如下：
#import <objc/runtime.h>
static void *EOCMyAlertViewKey = "EOCMyAlertViewKey";
- (void)askUserAQuestion {
UIAlertView *alert = [[UIAlertViewalloc]
initWithTitle:@"Question"
message:@"What do you want to do?"
delegate:self
cancelButtonTitle:@"Cancel"
otherButtonTitles:@"Continue", nil];
void (^block)(NSInteger) = ^(NSInteger buttonIndex){
if (buttonIndex == 0) {
[self doCancel];
} else {
[self doContinue];
}
};
objc_setAssociatedObject(alert,
EOCMyAlertViewKey,
block,
O BJC_ASSOCIATION_COPY);
[alert show];
}
// UIAlertViewDelegate protocol method
- (void)alertView:(UIAlertView*)alertView
clickedButtonAtIndex:(NSInteger)buttonIndex
{
void (^block)(NSInteger) =
objc_getAssociatedObject(alertView, EOCMyAlertViewKey);
block(buttonIndex);
}
结尾
关联对象虽然好用，但不要滥用，开发者经常会陷入一种困境：正在学习或者刚刚学完某个技术，就急于在项目中使用，却忽略了场景。过多的使用关联对象将会降低代码的可读性和维护性，同时也会增大调试的难度。我们要谨慎的使用关联对象的内存管理策略，知道什么时候使用OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC什么时候使用OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN，避免出现循环引用和一些奇怪的现象。
文／VV木公子（简书作者）
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参考文章
Objective-C的Category与关联对象实现原理
iOS Runtime之四：关联对象
《Effective Objective-C 2.0 编写高质量iOS与OS X代码的52个有效方法》
