在categroy中添加方法的实现流程

（1）创建category_t对象，name为class的名称，cls在编译期间不会被定义，而是在runtime阶段通过name对应到对应的类对象。

（2）函数_objc_init为runtime的加载入口，由libSystem调用进行初始化操作，之后加载map_images加载map到内存中之后调用_read_images初始化内存中的map，这时会load所有的类、协议、category。

（3）使用_getObjc2CategoryList方法获取编译生成的category数组，实例方法被加入到当前类对象中，对象方法被加入到当前类的metaclass(cls->isa)中。其中category是倒序插入的，新的方法在旧方法之前。

category不能添加成员变量的原因？

成员变量属于类的实例，在构建一个类的过程中被定义，当定义完成后就不能被修改，当定位完成后在程序启动后被runtime进行加载。虽然runtime中提供了【class_addIvar()】方法，但是不能被调用了，该方法只能在一个类的构建过程中被使用，构建一个类的过程在runtime之前；程序在运行时动态构建的类需要在调用objc_registerClassPair方法之后才可以被使用因此也不能使用该函数给类添加成员变量。

为什么可以增加方法和属性？

因为方法和属性不属于类实例，类的实例包括isa指针和成员变量，而方法和属性在objc_class中管理【struct objc_ivar_list *ivars struct objc_method_list **methodLists】，不管如何修改都不会影响实例内存布局。另外，成员变量被存储在类class_rw_t指针的只读区域class_ro_t，在运行时操作的是class_rw_t的methods列表而不是class_ro_t的baseMethods，category在运行时被添加，添加的方法被加在了class_rw_t的methods的列表中。

category添加属性的流程是什么，为什么不能直接添加？

静态类在类构建完成后通过runtime加入到程序中，runtime只加载了类方法、对象方法、协议、属性等，没有将属性对应的成员变量添加，因此不会自动生成set和get方法。在class_addIvar()方法中，如果cls->data()->flags的状态不是RW_CONSTRUCTING【没有注册】，则可以进行添加成员变量，但在调用了objc_registerClassPair方法后，cls->data()->flags的状态变为了RW_CONSTRUCTED【已经注册】，此时再去添加成员变量就会失败，系统要求动态类添加成员变量在objc_registerClassPair之前，而category在类注册之后，因此不能将属性对应的成员变量添加，所以不会自动生成set和get方法。

AssociationsManager 是顶级的对象，维护了一个从 spinlock_t 锁到 AssociationsHashMap 哈希表的单例键值对映射。

AssociationsHashMap是一个无序的哈希表，维护了从对象地址到 ObjectAssociationMap 的映射；

ObjectAssociationMap 是一个 C++ 中的 map ，维护了从 key 到 ObjcAssociation 的映射，即关联记录；ObjcAssociation是一个C++的类，表示一个具体的关联结构，主要包括两个实例变量，_policy 表示关联策略，_value表示关联对象AssociationsManager(_lock)--->AssociationsHashMap(对象地址)--->ObjectAssociationMap(key)-->ObjcAssociation(_policy、_value)。

(1)在category中添加属性后需要手动重写属性的set方法和get方法才能进行使用（为什么系统不会再自动生成这些方法）

set方法中调用objc_setAssociatedObject方法设置对象（self）、属性标示、属性值、属性类型（copy、assign、retain）关联

get方法中调用objc_getAssociatedObject方法根据对象（self）、属性标示获取属性值。

(2)关联方法在objc-references.m源码中最终调用_object_set_associative_reference方法，

首先如果value有值则根据传入value和policy向SEL_retain发消息，最终调用到__sel_registerName方法，

从系统中取出旧的值赋值给newValue;

如果newValue存在，根据对象地址获取ObjectAssociationMap对象，

如果ObjectAssociationMap存在，根据key获取对应的关联对象ObjcAssociation

如果ObjcAssociation存在，持有旧的关联对象，设置新的关联对象（使用构造函数）

如果ObjcAssociation不存在，直接存入新的关联对象到ObjectAssociationMap中

如果ObjectAssociationMap不存在，为对象创建一个ObjectAssociationMap，并存入新的关联对象

如果newValue不存在，根据对象地址获取ObjectAssociationMap对象，

如果ObjectAssociationMap存在，根据key获取对应的关联对象ObjcAssociation

如果ObjcAssociation存在，持有旧的关联对象，擦出旧的关联记录

如果旧的关联对象存在，则将旧的关联对象释放。

注意：value为nil的情况就是将属性和当前类接触关联的操作

(3)获取方法使用objc_getAssociatedObject

最终从ObjcAssociation对象中获取value和policy,如果policy是OBJC_ASSOCIATION_GETTER_RETAIN

需要对SEL_retain发送消息，使持有value值

如果policy是OBJC_ASSOCIATION_GETTER_AUTORELEASE，则对SEL_autorelease发送消息，进行释放。

总结：

(1)关联对象和被关联对象之间没有直接的关系，它是存储在单独的哈希表中的；

(2)关联策略一般使用OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC，这可以保证我们持有关联对象

(3)关联时机与移除的时机并不总是一致。

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_objc_init->dyld_register_image_state_change_handler中map_2_images->map_2_images ->map_images_nolock->_read_images->realizeClass->methodizeClass

类中的属性、方法还有遵循的协议都保存在class_rw_t结构体中class_data_bits_t--->class_rw_t指针--->class_ro_t指针。

在realizeClass中，获取当前类的class_rw_t指针，强制转换为class_ro_t指针，

为class_rw_t申请空间，rw->ro = ro;,然后将class_rw_t设置在cls中。

此时类的只读指针class_ro_t 和可读可写指针class_rw_t都被正确设置了，但是class_rw_t部分方法成员都为空，

在methodizeClass方法中进行设置，在该方法中，将属性、方法、协议等添加到class_rw_t中。

总结：

1、类在内存中的位置是在编译期间决定的，在之后修改代码，也不会改变内存中的位置。

2、类的方法、属性以及协议在编译期间存放到了“错误”的位置，

直到 realizeClass 执行之后，才放到了 class_rw_t 指向的只读区域 class_ro_t，

这样我们即可以在运行时为 class_rw_t 添加方法，也不会影响类的只读结构

3、在 class_ro_t 中的属性在运行期间就不能改变了，

再添加方法时，会修改 class_rw_t 中的 methods 列表，而不是 class_ro_t 中的 baseMethods，

属性的set方法和get方法实现原理

类的属性在编译后会在类结构体的objc_ivar_list中增加[_presonName]成员变量，同时自动生成set方法和get方法添加在objc_method_list中。生成的set方法中调用objc_setProperty方法设置，最终调用objc_setProperty_non_gc方法进行设置在reallySetProperty方法中，根据self指针+偏移量得到属性存的指针，根据是否进行copy设置属性的值对于非字符串的属性，也是根据self指针和属性偏移量设置属性新的值]。生产的get方法，直接用self指针+偏移量获取到属性值的指针，然后直接取值。

//get方法 static NSString * _I_Person_presonName(Person * self, SEL _cmd) { return (*(NSString **)((char *)self + OBJC_IVAR_$_Person$_presonName)); } //扩展C的objc_setProperty方法 extern "C" __declspec(dllimport) void objc_setProperty (id, SEL, long, id, bool, bool);

//生成属性的set方法，在set方法中调用objc_setProperty来 static void _I_Person_setPresonName_(Person * self, SEL _cmd, NSString *presonName) { objc_setProperty (self, _cmd, __OFFSETOFIVAR__(struct Person, _presonName), (id)presonName, 0, 1); }