面试题：Objective-C运行时关联对象的实现原理与应用场景

底层实现原理

关联对象的存储：Objective-C 运行时通过一个全局的哈希表来存储关联对象。这个哈希表以对象的内存地址作为 key，每个 key 对应一个 objc_object 结构体，结构体中包含了指向关联对象数组的指针。
关联策略：运行时使用关联策略（objc_AssociationPolicy）来决定如何管理关联对象的内存。这些策略包括 OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN（弱引用）、OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC（非原子强引用）、OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC（非原子拷贝）、OBJC_ASSOCIATION_RETAIN（原子强引用）和 OBJC_ASSOCIATION_COPY（原子拷贝）。
关联过程：当使用 objc_setAssociatedObject 函数来设置关联对象时，运行时会根据传入的关联策略，将关联对象存储到全局哈希表中与目标对象对应的位置。在获取关联对象时，通过 objc_getAssociatedObject 函数从哈希表中查找对应的对象。

实际开发场景

给分类添加属性：在 Objective-C 中，分类不能直接添加实例变量，但可以通过关联对象来模拟添加属性。例如，给 UIButton 分类添加一个自定义属性 customData，用于存储与按钮相关的额外数据。

#import <objc/runtime.h>

@interface UIButton (CustomData)
@property (nonatomic, strong) id customData;
@end

@implementation UIButton (CustomData)
static const char customDataKey;

- (void)setCustomData:(id)customData {
    objc_setAssociatedObject(self, &customDataKey, customData, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

- (id)customData {
    return objc_getAssociatedObject(self, &customDataKey);
}
@end

在不继承的情况下扩展对象功能：比如在一个基础的 NSObject 子类上，通过关联对象添加一些特定功能的数据，而无需创建新的子类。例如，为网络请求类添加一个用于存储请求标识的属性，方便在请求过程中进行管理。

@interface NetworkRequest : NSObject
@end

@implementation NetworkRequest
@end

@interface NetworkRequest (RequestIdentifier)
@property (nonatomic, copy) NSString *requestIdentifier;
@end

@implementation NetworkRequest (RequestIdentifier)
static const char requestIdentifierKey;

- (void)setRequestIdentifier:(NSString *)requestIdentifier {
    objc_setAssociatedObject(self, &requestIdentifierKey, requestIdentifier, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}

- (NSString *)requestIdentifier {
    return objc_getAssociatedObject(self, &requestIdentifierKey);
}
@end

避免内存管理问题

选择合适的关联策略：根据关联对象的生命周期需求，选择正确的关联策略。如果关联对象的生命周期与宿主对象不一致，并且不希望宿主对象持有强引用导致循环引用，应选择 OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN。例如，在处理视图控制器与临时数据的关联时，如果临时数据的生命周期可能比视图控制器短，使用弱引用策略。
及时释放关联对象：在宿主对象的 dealloc 方法中，手动清除关联对象，以避免内存泄漏。例如：

@interface MyViewController : UIViewController
@end

@implementation MyViewController
static const char associatedObjectKey;

- (void)dealloc {
    objc_setAssociatedObject(self, &associatedObjectKey, nil, OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
}
@end

避免循环引用：在使用关联对象时，要注意避免循环引用。如果两个对象相互通过关联对象持有对方，可能会导致对象无法释放。可以通过合理设计对象关系，或者使用弱引用策略来打破循环。例如，在视图控制器与它所管理的子视图之间，如果子视图通过关联对象持有视图控制器，应使用弱引用策略。

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面试题：Objective-C运行时关联对象的实现原理与应用场景

知识考点

面试题答案

底层实现原理

实际开发场景

避免内存管理问题