在分类中不能添加属性，但是却可以使用 关联对象的方式，给类添加变量。
主要重点是：
- 关联对象的实现方式。
- 关联对象散列表的存储和查找逻辑
- 关联对象的设置，以及retain/release
objc_setAssociatedObject
void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
{
SetAssocHook.get()(object, key, value, policy);
}
// 静态的 SetAssocHook 中有一个成员 _base_objc_setAssociatedObject。 其get应该也是获取这个成员
static ChainedHookFunction SetAssocHook{_base_objc_setAssociatedObject};
template
class ChainedHookFunction {
std::atomic hook{nil};
public:
ChainedHookFunction(Fn f) : hook{f} { };
Fn get() {
return hook.load(std::memory_order_acquire);
}
...
};
static void _base_objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
{
_object_set_associative_reference(object, key, value, policy);
}
下面就分析一下 具体的 _object_set_associative_reference 函数实现
_object_set_associative_reference
void
_object_set_associative_reference(id object, const void *key, id value, uintptr_t policy)
{
// This code used to work when nil was passed for object and key. Some code
// probably relies on that to not crash. Check and handle it explicitly.
// rdar://problem/44094390
if (!object && !value) return;
1. 定义两个结构体变量 disguised ， association 然后根据value的类型进行处理
DisguisedPtr disguised{(objc_object *)object};
ObjcAssociation association{policy, value};
// retain the new value (if any) outside the lock.
// 如果是retain，则执行一下retain，如果是copy，就向value 发送一个copy 消息
// 所以这里要和属性一样，要注意循环引用。
association.acquireValue();
2. 创建AssociationsManager 对象。其中的静态成员 _mapStorage 使用来全局存储所有的关联对象数据。参考下面的具体的数据存储类型。
{
AssociationsManager manager;
AssociationsHashMap &associations(manager.get());
3. 如果 传入的value 有值。
1. try_emplace 如果 objc 查找到对应的bucket（ObjectAssociationMap），会返回 second 为true，然后会执行 object->setHasAssociatedObjects()，设置标志位;。否则返回的second 为false （其中会在对应key的地方插入一个空的 bucket（ObjectAssociationMap），并且返回这个bucket的地址）
2. 在返回的bucket （ObjectAssociationMap 类型也是一个Densemap）中。然后将 key，value 插入到Densemap中（也是如果存在就插入，不足在就创建新的，然后在返回的为false 的情况下，在数据的指针地址修改数据）
if (value) {
// refs_result 是objc 对应的buckets 会自动创建
auto refs_result = associations.try_emplace(disguised, ObjectAssociationMap{});
if (refs_result.second) {
/* it's the first association we make */
// 第一次的创建会执行，设置标记位有关联值
object->setHasAssociatedObjects();
}
/* establish or replace the association */
// 取到 objc对应的 bucket的地址
auto &refs = refs_result.first->second;
// 找到存储 bucket 也是一个DenseMap，将key，association（包含value） 插入到bucket中
auto result = refs.try_emplace(key, std::move(association));
// 如果try_emplace没有查找到key，就创建新的bucket，然后返回false， 然后有新的bucket的地址。然后使用swap 修改这个地址的数据
if (!result.second) {
association.swap(result.first->second);
}
}
4. 如果传入的value 为 nil
1. 查找对应的bucket， find 会执行 (LookupBucketFor(Val, TheBucket))
2. 如果找到了不是最后，就去执行associations.erase(refs_it);
else {
// 根据objc 查找对应的 bucket（也是一个DenseMap）。find找不到，会返回end()
auto refs_it = associations.find(disguised);
if (refs_it != associations.end()) {
// 取到bucket的地址，修改地址中的数据
auto &refs = refs_it->second; // refs 是objc 对应的 bucket
// 再去bucket 中查找key 对应的bucket。
auto it = refs.find(key); //objc对应 bucket 也是一个densemap 然后根据key查找。找不到返回 end
if (it != refs.end()) {
// 如果找到， refs要清楚 key对应的数据。删除内存
association.swap(it->second);
refs.erase(it);
if (refs.size() == 0) { // 如果objc对应的bucket中的数量是0，将这个bucket也清掉
associations.erase(refs_it);
}
}
}
}
}
// release the old value (outside of the lock).
// 对应上面 association.acquireValue(); ，这里release临时变量
association.releaseHeldValue();
}
数据存储的类型
AssociationsManager _mapStorage
AssociationsManager 中有一个全局的静态变量_mapStorage。类型是Storage，是一个 DenseMap的类型，是一个哈希表。对应的key： DisguisedPtr ， value： ObjectAssociationMap
class AssociationsManager {
using Storage = ExplicitInitDenseMap, ObjectAssociationMap>;
static Storage _mapStorage;
...
}
ObjectAssociationMap
可以看到，ObjectAssociationMap也是一个DenseMap类型的 哈希表。对应的key： const void * ， ObjcAssociation。
typedef DenseMap ObjectAssociationMap;
typedef DenseMap, ObjectAssociationMap> AssociationsHashMap;
class ObjcAssociation {
uintptr_t _policy;
id _value;
}
LookupBucketFor
bool LookupBucketFor(const LookupKeyT &Val, BucketT *&FoundBucket) {
const BucketT *ConstFoundBucket;
// 去全局的表中查询，
bool Result = const_cast(this)
->LookupBucketFor(Val, ConstFoundBucket);
FoundBucket = const_cast(ConstFoundBucket);
return Result;
}
acquireValue
inline void acquireValue() {
if (_value) {
switch (_policy & 0xFF) {
case OBJC_ASSOCIATION_SETTER_RETAIN:
_value = objc_retain(_value);
break;
case OBJC_ASSOCIATION_SETTER_COPY:
_value = ((id(*)(id, SEL))objc_msgSend)(_value, @selector(copy));
break;
}
}
}
ObjcAssociation
class ObjcAssociation {
uintptr_t _policy;
id _value;
相对应的其他
_object_get_associative_reference
这个函数会被 objc_getAssociatedObject 调用。 获取对象的关联对象数据
id _object_get_associative_reference(id object, const void *key)
{
ObjcAssociation association{};
{
AssociationsManager manager;
AssociationsHashMap &associations(manager.get());
AssociationsHashMap::iterator i = associations.find((objc_object *)object); // 先找第一层数据
if (i != associations.end()) { // 如果有数据
ObjectAssociationMap &refs = i->second;
ObjectAssociationMap::iterator j = refs.find(key); // 再去着第二层的数据
if (j != refs.end()) { // 如果有数据
association = j->second;
association.retainReturnedValue();
}
}
}
return association.autoreleaseReturnedValue();
}
_object_remove_assocations
这个函数，全局搜索，再objc源码中，会被 objc_removeAssociatedObjects 和 objc_destructInstance 方法引用。当对象销毁时，获取找到，销毁关联的表，以及 根据是否retain 进行realse
// Unlike setting/getting an associated reference,
// this function is performance sensitive because of
// raw isa objects (such as OS Objects) that can't track
// whether they have associated objects.
void
_object_remove_assocations(id object)
{
ObjectAssociationMap refs{};
{
AssociationsManager manager;
AssociationsHashMap &associations(manager.get());
AssociationsHashMap::iterator i = associations.find((objc_object *)object);
if (i != associations.end()) {
refs.swap(i->second);
associations.erase(i);
}
}
// release everything (outside of the lock).
for (auto &i: refs) {
i.second.releaseHeldValue();
}
}
总结
- 关联对象存储的方式是 存储在 以DenseMap格式的全局对象里面。DenseMap是一个二次探查散列表表（hash值计算方式）。
- 关联对象的散列表有两层。第一层的DenseMap 存储着搜有 对象和 其对应数据的 DenseMap。
- 关联对象根据设置的策略会对 关联对象 进行retain/copy。 在被对象销毁时， 或者移除关联对象时，或对应是否执行 realse。
有一个不错的图片
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参考：
- https://blog.csdn.net/dashuniuniu/article/details/80043852
- 关联对象