关联对象介绍

关联对象的作用

在分类里面，不可以直接为分类添加属性
在代理中，不可以直接为代理添加属性

在普通类中，@property (assign, nonatomic) int age;
会做三件事：

生成age的成员变量
生成age的get、set方法的声明
生成age的get、set方法的实现

而在分类中，@property (assign, nonatomic) int age;可以写，但是它的作用只有一个：
生成age的get、set方法的声明

如果想给分类添加属性，则可以使用关联对象
即实现效果：

手动实现set\get方法
在set\get方法中，可以存储、取出属性值
间接实现为分类添加属性的效果

关联对象的使用：

@interface YZPerson : NSObject
@property (assign, nonatomic) int age;
@end@interface YZPerson (Eat)
@property (copy, nonatomic) NSString *name;
@end#import <objc/runtime.h>
@implementation YZPerson (Eat)
- (void)setName:(NSString *)name
{//第一个参数，给谁添加管理对象(self)//第二个参数，是关联对象的key，就是通过key找value//第三个参数，关联的值，很明显是name//第四个参数，关联策略（相当于assign\strong这种作用）objc_setAssociatedObject(self, @selector(setName:), name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}- (NSString *)name
{//key需要保持一致return objc_getAssociatedObject(self, @selector(setName:));
}
@endYZPerson *person1 = [[YZPerson alloc] init];
person1.age = 10;
person1.name = @"zhangSan";YZPerson *person2 = [[YZPerson alloc] init];
person2.age = 20;
person2.name = @"liSi";NSLog(@"person1.age = %d, person2.age = %d", person1.age, person2.age);
NSLog(@"person1.name = %@, person2.name = %@", person1.name, person2.name);结果：
2020-02-27 16:26:56.015710+0800 Category[6423:189583] person1.age = 10, person2.age = 20
2020-02-27 16:26:56.015980+0800 Category[6423:189583] person1.name = zhangSan, person2.name = liSi

关联对象值的作用：

关联对象赋值的时候，第二个参数，key的赋值：
第二个参数的值类型：const void * _Nonnull key
在这里插入图片描述

关联对象赋值时，第四个参数objc_AssociationPolicy的取值：
在这里插入图片描述

关联对象的存储：

在这里插入图片描述

关联对象并不是存储在被关联对象本身内存中
关联对象存储在全局的统一的一个AssociationsManager中
设置关联对象为nil，就相当于移除关联对象

关联对象被一个全局的AssociationsManager管理
AssociationsManager里面有一个map
map的key就是关联对象的(第一个参数)对象的内存地址
map的value又是一个map

第二个map里面
key是第二个参数：key
value是第三个参数和第四个参数

这就可以解读：
每一个分类对象YZPerson+eat，都可以作为map的key
然后在每一个分类里面，又有多个属性name\age，每一个属性，都是一个map的key

移除关联对象

一种是单个移除，只需赋值是传nil即可，也就是第三个参数接收的是nil，然后会进行改属性的擦除操作
objc_setAssociatedObject(self, @selector(setName:), nil, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);

另外一个是移除该对象(YZPerson+eat)中所有的关联对象
void objc_removeAssociatedObjects(id _Nonnull object)

问：关联对象里面怎么没有weak？

本质上是因为关联对象在保存value时，没有将value加入到对象的弱引用表中，所以对象销毁清空弱引用表时，关联对象存的这个指针不在其中，所以不会随着对象销毁而被置为nil。

主要原因在于关联对象的实现机制和weak引用的内存管理策略之间的复杂性。weak属性的引用是自动置为nil的，当所指向的对象被释放时，任何weak引用都会自动清零。这种行为要求运行时维护一个所谓的“弱引用表”来跟踪和更新所有weak引用。如果关联对象直接支持weak关联，那么每次对象释放时，运行时都需要遍历与之相关联的所有对象，更新或清除这些weak关联，这将增加运行时的复杂度和性能负担。

尽管没有直接的weak关联选项，但开发者可以通过一些技巧间接实现类似weak引用的效果。例如，可以使用OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN作为关联策略来模拟弱引用，但需要确保在引用的对象被释放时手动清除这种关联，以避免悬挂指针的风险。此外，还可以通过包装一个weak属性的对象作为关联对象，这样就能在对象被释放时自动清零，模拟weak引用的行为。

总之，虽然关联对象没有直接提供weak引用的选项，但这是出于管理复杂性和性能考虑的结果。需要类似weak功能时，可以通过其他方式间接实现。

OC 底层探索 - Association 关联对象评论区

问：如果想实现一个weak属性，怎么做？

在iOS中，由于分类（Category）本身不支持直接添加属性的存储空间，要在分类中添加一个弱引用属性通常需要结合使用关联对象（Associated Object）和一些额外的技巧来实现。下面是一个实现弱引用属性的步骤：

方法一：定义一个中间对象

在这里插入图片描述

定义一个中间对象

由于objc_setAssociatedObject不直接支持weak关联，你可以通过创建一个中间对象来持有实际的弱引用。这个中间对象将有一个weak属性，用于指向你想要弱引用的对象。

@interface WeakReferenceObject : NSObject
@property (nonatomic, weak) id target;
@end@implementation WeakReferenceObject
@end

在分类中使用关联对象

在分类中，使用objc_setAssociatedObject和objc_getAssociatedObject来分别设置和获取这个中间对象，从而间接实现了一个弱引用的属性。

#import <objc/runtime.h>
@interface NSObject (MyCategory)
//弱引用，相当于自己的weakCar
@property (nonatomic, weak) id myWeakProperty;
@end@implementation NSObject (MyCategory)- (void)setMyWeakProperty:(id)myWeakProperty {//获取中间对象WeakReferenceObject *weakReference = [[WeakReferenceObject alloc] init];//中间对象的target，引用weakCar//target为弱引用weakReference.target = myWeakProperty;//OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC强引用objc_setAssociatedObject(self, @selector(myWeakProperty), weakReference, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}- (id)myWeakProperty {//获取中间对象WeakReferenceObject *weakReference = objc_getAssociatedObject(self, @selector(myWeakProperty));//返回的是中间对象的target，即weakCarreturn weakReference.target;
}@end

注意事项：

使用这种方法时，需要注意内存管理和潜在的循环引用问题。由于是通过关联对象机制实现的，还是要确保关联策略正确选择，以避免内存泄露。在这个例子中，我们使用的是OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC，因为我们希望保持对中间WeakReferenceObject对象的强引用，而WeakReferenceObject则对目标对象保持弱引用。

通过这种方式，虽然稍显复杂，但可以在分类中成功添加一个表现为弱引用的属性。

方法二：使用`__weak`关键字的Block封装

还可以通过一个封装的Block来持有弱引用，这个Block捕获外部变量的弱引用，在需要时返回这个弱引用：

#import <objc/runtime.h>@interface YZPerson (eat)
//弱引用属性
@property (nonatomic, weak) YZCar *weakCar;
//自己定义的block
@property (nonatomic, copy) YZCar *(^myWeakCarBlock)(void);
@end@implementation YZPerson (eat)
- (void)setWeakCar:(YZCar *)weakCar
{__weak YZCar *weakProperty = weakCar;//block赋值，返回的是弱指针指向的weakPropertyYZCar *(^myWeakCarBlock)(void) = ^{ return weakProperty; };//关联对象保存blockobjc_setAssociatedObject(self, @selector(myWeakCarBlock), myWeakCarBlock, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
}- (YZCar *)weakCar
{//获取关联对象的blockYZCar *(^myWeakCarBlock)(void) = objc_getAssociatedObject(self, @selector(myWeakCarBlock));//block调用，就是返回值，weakCarreturn myWeakCarBlock ? myWeakCarBlock() : nil;
}
@end

这种方法利用了Block的捕获特性来维护一个弱引

在这里插入图片描述

方法三：使用`NSMapTable`

这种方法跟关联对象就没啥关系了

NSMapTable是一个灵活的集合类，可以配置键和值的内存管理策略，包括弱引用。可以利用NSMapTable的弱引用特性来实现类似弱引用的属性：

#import <objc/runtime.h>@interface NSObject (MyCategory)
@property (nonatomic, weak) id myWeakProperty;
@end@implementation NSObject (MyCategory)static NSMapTable *weakProperties;+ (void)load {weakProperties = [NSMapTable weakToWeakObjectsMapTable];
}- (void)setMyWeakProperty:(id)myWeakProperty {@synchronized (self) {[weakProperties setObject:myWeakProperty forKey:self];}
}- (id)myWeakProperty {@synchronized (self) {return [weakProperties objectForKey:self];}
}@end

在这个方法中，NSMapTable 用于存储所有对象的弱引用，实现了类似于弱引用属性的效果。

直接使用关联对象的OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN修饰可以吗？

不可以
会在代码结束后，再次访问该分类弱引用属性，导致崩溃

- (void)viewDidLoad {[super viewDidLoad];self.p1 = [[YZPerson alloc] init];self.p1.height = 20;YZCar *strongCar = [[YZCar alloc] init];strongCar.speed = 30;strongCar.color = @"white";self.p1.weakCar = strongCar;NSLog(@"1---%f, %@, %f, %@", self.p1.height, self.p1.weakCar, self.p1.weakCar.speed, self.p1.weakCar.color);//1---20.000000, <YZCar: 0x600003a42160>, 30.000000, white
}

然后在其他地方，再次打印：

NSLog(@"2---%f, %@, %f, %@", self.p1.height, self.p1.weakCar, self.p1.weakCar.speed, self.p1.weakCar.color);
直接crash

讨论

有没有可能，在弱引用属性weakCar释放的时候，对weakCar手动进行nil操作？

首先，讨论weakCar什么时候被释放？
一种是person对象销毁，即本来是self.person.weakCar，现在self.person=nil，则weakCar也需要等于nil

一种是person对象不销毁，而weakCar由于没有强制针引用，从而导致weakCar的对象应该被释放

{@autoreleasepool{YZCar *strongCar = [[YZCar alloc] init];self.person.weakCar = strongCar;}NSLog(@"%@", self.person.weakCar);
}

此时，self.person还存在，但是strongCar已经被释放，从而导致weakCar还指向着对应的内存地址，而没有做nil操作

目前想到的办法是：
在Person和Car的dealloc方法里面，做一个通知，通知person+eat方法，进行weakCar释放操作
Person和Car的dealloc方法里面：

- (void)dealloc
{[[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:@"deallocCar" object:nil];NSLog(@"YZPerson-dealloc");
}

在YZPerson+eat方法里面，接受通知，执行：

- (void)deallocCar
{if(self.weakCar){objc_setAssociatedObject(self, @selector(setWeakCar:), nil, OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);}
}

但，有问题的是：这个通知，将所有的wearCar都释放了
如果有两个weakCar，一个需要释放，一个不需要释放，会导致两个都被释放
虽然不会崩溃，但是有其他问题，会导致代码不正确，因此，不可以

分类代码：

在分类YZPerson+eat.h文件下：

#import "YZPerson.h"
#import "YZCar.h"@interface YZPerson (eat)
@property (nonatomic, assign) CGFloat height;
@property (nonatomic, weak) YZCar *weakCar;
@end

分类YZPerson+eat.m文件下：

#import "YZPerson+eat.h"
#import "objc/runtime.h"@implementation YZPerson (eat)- (void)setHeight:(CGFloat)height
{objc_setAssociatedObject(self, @selector(setHeight:), @(height), OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
}- (CGFloat)height
{return [objc_getAssociatedObject(self, @selector(setHeight:)) floatValue];
}- (void)setWeakCar:(YZCar *)weakCar
{objc_setAssociatedObject(self, @selector(setWeakCar:), weakCar, OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
}- (YZCar *)weakCar
{return objc_getAssociatedObject(self, @selector(setWeakCar:));
}@end