面试题：Objective-C运行时类的结构中，category是如何存储和加载的？

Question

在Objective-C运行时机制里，类的category在类结构中是怎样的存储形式，在加载时又经历了哪些过程，对类的方法列表有何影响？

Answer 1

1. 类的category在类结构中的存储形式

• Category的数据结构：Category在Objective-C运行时用category_t结构体来表示。它包含了一些关键信息，例如指向类的指针Class cls，category的名称const char *name，方法列表method_list_t *instanceMethods，类方法列表method_list_t *classMethods，协议列表protocol_list_t *protocols等。
• 存储位置：Category并没有像类的属性、方法等直接存储在类对象内部。它有自己独立的结构体，在运行时通过runtime机制与类关联起来。

2. 加载过程

• 编译期：编译器会为每个category生成一个category_t结构体，包含了category中定义的方法、属性、协议等信息。
• 运行期：
  • dyld动态链接：当程序启动时，dyld动态链接器加载相关的动态库。
  • runtime加载：runtime开始处理类和category的加载。runtime会遍历所有的category，将它们的信息合并到对应的类中。具体来说，runtime会将category的方法列表、协议列表等添加到类的相应列表中。在加载category时，runtime会先处理类的主实现，然后再处理相关的category。

3. 对类的方法列表的影响

• 方法添加：category中的实例方法会被添加到类的实例方法列表中，类方法会被添加到类的类方法列表中。
• 方法覆盖（Method Swizzling）：如果category中定义的方法与类本身或其他category中的方法同名，在运行时，后加载的category的方法会覆盖先加载的同名方法。这是因为runtime在合并方法列表时，后处理的category的方法会被放在方法列表的前面，在消息发送时，runtime会优先找到前面的方法并调用。需要注意的是，这种覆盖并不是真正意义上的替换原有方法的实现，而是在方法查找顺序上的调整。