分类属性方法自动生成编码全过程。

背景

分类，在 iOS 开发中，是常常需要用到的。在分类里添加属性也是常有的事，但分类中无法添加实例变量，编译器也无法为提供分类中属性的 getter 和 setter 方法了。一般而言，需要手动来实现这两个方法，如果只是用来存储变量的话，关联对象很容易做到这一点：

@interface NSObject (db_sqlite)  @property (nonatomic, assign) int db_rowid;  @end  @implementation NSObject (db_sqlite)  - (int)db_rowid {    return [objc_getAssociatedObject(self, _cmd) intValue];  }  - (void)setDb_rowid:(int)db_rowid {    objc_setAssociatedObject(self, @selector(db_rowid), @(db_rowid), OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);  }  @end

这是很常见的实现方式。

要是再给这个分类多加几个属性，也就得再多加几个这样的 getter、setter 方法，无法也就是方法名字、关联参数不一样罢了，这可真是个体力活呀！要是能像普通类属性那样就好了，自动给生成这两个方法，想想就爽。

要想做到自动生成这两个方法，可以从两个方面入手：

1、编码期

2、运行期

编码期。在写代码的时候要做到自动生成方法，可以写一个 XCode 插件，一按某些快捷键，相应代码就自动生成了，这有点类似于 Eclipse。插件的讨论不在本文范围内。

运行期。在编码阶段只需少量代码，具体的方法则在运行期动态生成。本文研究怎么在运行期动态生成这些所需要的方法。本文最终生成的代码在： https://github.com/NathanLi/iOSCategoryPropertyDynamicSupport

需求

简单点说，就是在运行时能生成分类中属性相应的 getter setter 方法，也就是模仿类中普通 @property 定义的属性。这样的需求太泛，咱们先来细化一下：

1、只生成分类中的，我想要的 getter 和 setter方法体；

2、属性类型：支持基本数据类型、对象、结构体，且自动存取；

3、支持 @property 定义中的 assign、strong、copy、weak；

4、支持 @property 中的自定义的方法名；

5、支持 KVC；

6、支持 KVO；

7、本条不是需求，而是简单的设定：不支持原子即 atomic，只支持 nonatomic。

实现

1、确定要动态生成方法的属性

这里根据属性的名字来确定是否需要动态生成方法，就以 nl_ 为前辍就好了：

@property (nonatomic, strong) id nl_object;

由于是在分类中，且没有定义相应的方法，所以会有警告：

Property 'nl_object' requires method 'nl_object' to be defined - use @dynamic or provide a method implementation in this category  Property 'nl_object' requires method 'setNl_object:' to be defined - use @dynamic or provide a method implementation in this category

在分类实现里加个 @dynamic 就好了：

@dynamic nl_double

2、消息

@dynamic 告诉编译器，这两个方法有没有实现你都不用管，就当作它们存在就行了。那么问题来了，这两个方法明明没有实现，却依然能够调用呢？

这根消息发送机制有关。在 Objective-C中，消息不会与方法实现绑定，而是在运行时才关联起来的。

编译器会把所有消息转换为一个函数调用：objc_msgSend。这个函数总得知道是 谁 发送了 哪条 消息吧，所以它最少也有两个参数——消息的接收者 和 消息名（即选择子 SEL），比如下面这个方法：

[receiver message]

编译器就会把它变成这个样子：

objc_msgSend(receiver, message)

如果消息有参数的话，就会直接传这个函数，所以这个函数的参数个数不定：

objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, ...)

objc_msgSend 的工作就是消息的动态绑定：

1、根据 selecotr 和 receiver 找到对应的函数实现（也就是函数地址）。不同的类可以有相同的方法，但是它们所对应的函数地址是不一样的。

2、调用找到的函数，并传入相应的参数：receiver、selector、arg1…。

3、返回调用的函数的返回值。

来看下实例：

@implementation NLPerson  - (instancetype)init {    if (self = [super init]) {      [self setName:@"name"];    }    return self;  }  - (void)setName:(NSString *)name {    _name = name;  }  @end

所对应的函数代码是这样的：

static instancetype _I_NLPerson_init(NLPerson * self, SEL _cmd) {    if (self...) {      objc_msgSend((id)self, sel_registerName("setName:"), "name");    }    return self;  }  static void _I_NLPerson_setName_(NLPerson * self, SEL _cmd, NSString *name) {    ...  }

可以看到， [self setName:@"name"]，最后变成了 objc_msgSend 函数调用。这个函数最终会根据 self 和 setName: 找到函数 _I_NLPerson_setName_ 并调用。被调用的函数包含三个参数，分别是调用者、SEL（_cmd）和方法参数。

正如上那个函数看到的，每个方法都有一个选择子这个参数：_cmd，所以才能这么打印方法名：

- (void)setName:(NSString *)name {    NSLog(@"%s", sel_getName(_cmd));    _name = name;  }

SEL 实际上就是一个字符串：cahr *，所以咱们将 SEL 简单理解为方法名也并无不可。刚刚说到了，objc_msgSend 会根据 SEL 找到对应的函数地址，来看看它是怎么找的。

实际上，OC 中的所有对象和类，最后都被处理为结构体。对象结构体中，会有一个 isa 指针，指向自己的类结构体。而类结构体有很多类信息，其中两个：

1、指向 superclass 的指针。

2、类分发表。这个表里存储了方法名 selector 与所对应的函数地址 address。

如上面的 NLPeson 类中的分发表：

selector	addrss
init	_I_NLPerson_init
setName:	_I_NLPerson_setName_
…	…

消息传递框架图：

当发送一个消息给一个对象时，首先会去这个对象的 isa 所指向的类结构体里的分发表中寻找 selector，如果找不到的话，objc_msgSend 会根据 superclass 指针找到下一个结构体里寻找 selector，直到 NSObject。只要它找到了 selector，就会调用相应的函数了。意思就是说，先通过消息名，找到函数地址，再调用。这就是所谓的消息运行时动态绑定。

3、动态增加方法

如果给对象发送了一个未知的消息，如果这个对象无法响应或转发的话，就会调用 doesNotRecognizeSelector: 方法，这个方法会抛出 NSInvalidArgumentException 异常。如果你不想让一个让别人调用你的类的 copy 或 init 方法的话，可以这么做：

- (id)copy {      [self doesNotRecognizeSelector:_cmd];  }

但在调用这个方法之前，系统还是给了我们处理的机会。实现 resolveInstanceMethod: 方法，能动态地给实例方法和类方法添加一个实现。

Objective-C 中的方法所对应的函数最少有两个参数：self 和 _cmd。如下所示：

void dynamicMethodIMP(id self, SEL _cmd) {      // implementation ....  }

可以用 C 函数 class_addMethod 将其作为一个方法动态加到一个类中：

@implementation MyClass  + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL  {      if (aSEL == @selector(resolveThisMethodDynamically)) {            class_addMethod([self class], aSEL, (IMP) dynamicMethodIMP, "v@:");            return YES;      }      return [super resolveInstanceMethod:aSEL];  }  @end

4、属性元数据、类型编码（Type Encodings）

要能动态生成属性的方法，首先得知道属性的一些基本信息：类型、方法名、是 weak 还是 strong 等。这些数据都可以在运行时获得到。要用到的技术是：类型编码(Type Encdoings)。

类型编码是 runtime 的辅助工具。编译器会将类型用字符串来表示。可以用 @encode 得到这个字符串：

char *buf1 = @encode(int); // buf1 --> "i"

char *buf2 = @encode(long long); // buf2 --> "q"

char *buf3 = @encode(unsigned int); // buf2 --> "I"

编码表如下：

这是描述类型的数据。那描述属性的呢？

编译器会将类、分类和协议中的属性以元数据信息存起来。有一系列的 C 函数来访问这些数据。

属性元数据是用结构体 Property 来描述的：

typedef struct objc_property *Property;

可以用 class_copyPropertyList 和 protocol_copyPropertyList 来分别获取类（包含分类）中和协议中的属性：

objc_property_t *class_copyPropertyList(Class cls, unsigned int *outCount)  objc_property_t *protocol_copyPropertyList(Protocol *proto, unsigned int *outCount)

比如下面声明的这个类：

@interface Person : NSObject  @property (nonatomic, assign) float age;  @end  ...  @dynamic age;

可以这么来获取它的属性列表：

id PersonClass = objc_getClass("Person");  unsigned int outCount;  objc_property_t *properties = class_copyPropertyList(PersonClass, &outCount);

除了一次性获得所有属性列表外，还有方法 class_getProperty 和 protocol_getProperty 可以通过属性名获取单个属性：

objc_property_t class_getProperty(Class cls, const char *name)  objc_property_t protocol_getProperty(Protocol *proto, const char *name, BOOL isRequiredProperty, BOOL isInstanceProperty)

获取到属性结构体后，就可以拿到这个属性的名字和元信息：

const char *property_getName(objc_property_t property)  // 获取属性的名字  const char *property_getAttributes(objc_property_t property) // 获取属性的元信息

property_getAttributes 能获取到属性的很多信息，包括刚看到的类型编码、getter和setter 方法名、对应的实例变量名等等。打印所有属性的元信息例子：

id PersonClass = objc_getClass("Person");  unsigned int outCount, i;  objc_property_t *properties = class_copyPropertyList(PersonClass, &outCount);  for (i = 0; i < outCount; i++) {      objc_property_t property = properties[i];      fprintf(stdout, "%s %s\n", property_getName(property), property_getAttributes(property));      // 输出：age Tf,D,N  }

property_getAttributes 获取到的 Tf,D,N 是什么意思呢？Tf，是以 T 开头，后面的字符串 f 表示类型编码；D 表示 @dynamic；N 表示 nonatomic。这些都是属性本身的信息，以 , 分割。这些字符串的规则是这样的：

Code	意义
R	readonly
C	copy
&	assigned (retain).
N	nonatomic
Gname	以 G 开头是的自定义的 Getter 方法名。(如：GcustomGetter 名字是:customGetter).
Sname	以 S 开头是的自定义的 Setter 方法名。(如：ScustoSetter: 名字是: ScustoSetter:).
D	@dynamic
W	__weak

来看看下面这个例子，你就全理解了：

5、属性解析

直接使用属性的元数据可不太好用，用一个对象来描述它会好很多。

typedef NS_ENUM(NSUInteger, NLPropertyPolicy) {

NLPropertyPolicyAssign,

NLPropertyPolicyStrong,

NLPropertyPolicyCopy,

NLPropertyPolicyWeak,

};

@interface NLPropertyDescriptor : NSObject

/**

*  @brief 属性名

*/

@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *name;

/**

*  @brief getter 方法名

*/

@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *getterName;

/**

*  @brief setter 方法名

*/

@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *setterName;

/**

*  @brief 变量名

*/

@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *variableName;

/**

*  @brief 属性类型编码

*/

@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *typeEncoding;

/**

*  @brief 属性类型

*/

@property (nonatomic, assign, readonly) NLPropertyPolicy propertyPolicy;

/**

*  @brief 初始化

*/

- (instancetype)initWithObjcProperty:(objc_property_t)objcProperty;

@end

将属性的各项特性都存起来，想要的时候直接拿就好了，这就比 objc_property_t 好用多了。下面是初始化方法：

- (instancetype)initWithObjcProperty:(objc_property_t)objcProperty {    if (self = [super init]) {      _propertyPolicy = NLPropertyPolicyAssign;      const char *cPropertyName = property_getName(objcProperty);  >    _name = [[NSString stringWithCString:cPropertyName encoding:NSUTF8StringEncoding] copy];      _getterName = [_name copy];      _variableName = [@"_" stringByAppendingString:_name];      ({        // default setter name.        NSString *firstChar = [[_name substringToIndex:1] uppercaseString];        NSString *subjectName = [_name substringFromIndex:1] ?: @"";        subjectName = [subjectName stringByAppendingString:@":"];        _setterName = [[NSString stringWithFormat:@"set%@%@", firstChar, subjectName] copy];      });      const char *cPropertyAttributes = property_getAttributes(objcProperty);      NSString *sPropertyAttributes = [NSString stringWithCString:cPropertyAttributes encoding:NSUTF8StringEncoding];      NSArray *attributes = [sPropertyAttributes componentsSeparatedByString:@","];      [attributes enumerateObjectsUsingBlock:^(NSString *_Nonnull obj, NSUInteger idx, BOOL * _Nonnull stop) {        if (idx == 0) {          // 第一个一定是类型编码          _typeEncoding = [obj copy];        }        if ([obj hasPrefix:@"G"]) {          // getter 方法名          NSString *getterName = [obj substringFromIndex:1];          _getterName = [getterName copy];        } else if ([obj hasPrefix:@"S"]) {          // setter 方法名          NSString *setterName = [obj substringFromIndex:1];          _setterName = [setterName copy];        } else if ([obj hasPrefix:@"V"]) {          // 变量名          NSString *variableName = [obj substringFromIndex:1];          _variableName = [variableName copy];        } else if ([obj isEqualToString:@"&"]) {          _propertyPolicy = NLPropertyPolicyStrong;        } else if ([obj isEqualToString:@"C"]) {          _propertyPolicy = NLPropertyPolicyCopy;        } else if ([obj isEqualToString:@"W"]) {          _propertyPolicy = NLPropertyPolicyWeak;        } else if ([obj isEqualToString:@"R"]) {          // readonly          _setterName = nil;        }      }];    }    return self;  }

可以通过 class_copyPropertyList 获取到一个类中的所有属性结构体，也就能拿到所有属性的元数据。但大部分属性咱们是不感兴趣的，只对 @dynamic 以及以 nl_ 为前辍的属性感兴趣。那就写一个分类方法，用来获取对咱们有用的所有属性数据：

@interface NSObject (nl_dynamicPropertyStore)  /**   *  @brief 判断是否应该自动生成方法的属性   */  + (BOOL)nl_validDynamicProperty:(_Nonnull objc_property_t)objProperty;  /**   *  @brief  所有需要动态增加 getter、setter 方法的属性描述器   */  + (NSArray * _Nullable)nl_dynamicPropertyDescriptors;  @end  @implementation NSObject (nl_dynamicPropertyStore)  + (BOOL)nl_validDynamicProperty:(objc_property_t)objProperty {    const char *propertyAttributes = property_getAttributes(objProperty);    // 必须是 @dynamic    static char *const staticDynamicAttribute = ",D,";    if (strstr(propertyAttributes, staticDynamicAttribute) == NULL) {      return NO;    }    // 名字得以 “nl_” 为前辍    const char *propertyName = property_getName(objProperty);    static char *const staticPropertyNamePrefix = "nl_";    if (strstr(propertyName, staticPropertyNamePrefix) != propertyName) {      return NO;    }    return YES;  }  + (NSArray *)nl_dynamicPropertyDescriptors {    NSMutableArray *descriptors = objc_getAssociatedObject(self, _cmd);    if (nil == descriptors) {      unsigned int outCount, index;      descriptors = [NSMutableArray arrayWithCapacity:outCount];      objc_setAssociatedObject(self, _cmd, descriptors, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);      // 获取到本类所有的属性结构体，并转换为属性描述器      objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([self class], &outCount);      for (index = 0; index < outCount; ++index) {        objc_property_t property = properties[index];        if ([self nl_validDynamicProperty:property]) {          NLPropertyDescriptor *descriptor = [[NLPropertyDescriptor alloc] initWithObjcProperty:property];          [descriptors addObject:descriptor];        }      }      free(properties);    }    return descriptors;  }  @end

getter 和 setter 方法里的数据总得存储在某个地方吧，用字典来存储是比较理想的做法。就在 nl_dynamicPropertyStore 这个分类里定义：

@interface NSObject (nl_dynamicPropertyStore)  /**   *  @brief  用来存储自动生成的 `getter`、`setter` 操作的数据   */  @property (nonatomic, strong, readonly) NSMutableDictionary * _Nullable nl_dynamicPropertyDictionary;  @end     @implementation NSObject (nl_dynamicPropertyStore)  - (NSMutableDictionary *)nl_dynamicPropertyDictionary {    NSMutableDictionary *dynamicProperties = objc_getAssociatedObject(self, _cmd);    if (!dynamicProperties) {      dynamicProperties = [NSMutableDictionary dictionaryWithCapacity:2];      objc_setAssociatedObject(self, _cmd, dynamicProperties, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);    }    return dynamicProperties;  }  @end

6、自动生成 getter、setter 方法

要用到的知识都已经介绍完了，接着就看看怎么来自动生成方法了。

前面介绍过，当发送了一个没有实现过的消息时，我们在 resolveInstanceMethod: 方法中为其添加实现。这个方法在 NSObject 类中定义，在这里，不可能继承它来实现我们想要的功能。我们可以在 NSObject 的分类中写一个新的方法来替代原有的这个方法实现，这叫“方法调配”(method swizzling)，这常常用于给原有方法增加新的功能。

方法是动态绑定的，只有在运行时经过查找 后，才知道这条消息所对应的函数。方法，也就是一个名字，加上一个与之关联的函数。所谓方法调配，也就是将两个方法各自关联的函数互相交换一行而已。比如，nameA–>funcationA（nameA 是方法名，funcationA 是关联的方法实现函数）, nameB–>funcationB，经过方法调配后，nameA–>funcationB，nameB–>funcationA。那么此时 [obj nameA] 这个消息，实现上调用的是 funcationB。

方法调配的核心函数是 method_exchangeImplementations，它就是交换两个方法的实现的，代码：

@interface NSObject (nl_dynamicPropertySupport)  @end  @implementation NSObject (nl_dynamicSupport)  + (void)load {    Method resolveInstanceMethod = class_getClassMethod(self, @selector(resolveInstanceMethod:));    Method nl_resolveInstanceMethod = class_getClassMethod(self, @selector(nl_resolveInstanceMethod:));    if (resolveInstanceMethod && nl_resolveInstanceMethod) {      // method swizzling      method_exchangeImplementations(resolveInstanceMethod, nl_resolveInstanceMethod);    }  }  #pragma mark - swizzle +resolveInstanceMethod  + (BOOL)nl_resolveInstanceMethod:(SEL)sel {    // 最后记得调用原有的实现    return [self nl_resolveInstanceMethod:sel];  }

经过调配之后，原本调用 resolveInstanceMethod 最后执行的是 nl_resolveInstanceMethod 方法体。由于是给 resolveInstanceMethod 增加新的功能，所以在自定义的方法实现了自己的逻辑后，再调用原有的实现。那接下来就将增加方法的逻辑放在这里。

要添加方法，得先把这些方法所对应的函数定义出来。由于 getter、setter 方法的参数个数和返回值个数都是一致的，所以它们对应的函数并不与属性名相关。而且所有属性的方法都有一个共同的参数：SEL，我们可以用这个参数来对数据进行存储。这里以对象、int、CGRect类型为例：

@interface NSObject (nl_dynamicPropertyStore)  /**   * 获取该选择子对应的属性名   */   + (NSString *)nl_dynamicPropertyNameWithSelctor:(SEL)selector {    return [[self nl_descriptorWithSelector:selector] name];  }  /**   * 获取该选择子对应的属性描述器   */  + (NLPropertyDescriptor *)nl_descriptorWithSelector:(SEL)selector {    for (NLPropertyDescriptor *descriptor in [self nl_dynamicPropertyDescriptors]) {      NSString *selectorName = NSStringFromSelector(selector);      if ([descriptor.getterName isEqualToString:selectorName] || [descriptor.setterName isEqualToString:selectorName]) {        return descriptor;      }    }    return nil;  }  @end  // 对象类型的属性的 setter 方法的实现  void __NL__object_dynamicSetterIMP(id self, SEL _cmd, id arg) {    NSString *propertyName = [[self class] nl_dynamicPropertyNameWithSelctor:_cmd];    [[self nl_dynamicPropertyDictionary] setObject:arg forKey:propertyName];  }  // 对象类型的属性的 getter 方法的实现  id __NL__object_dynamicGetterIMP(id self, SEL _cmd) {    NSString *propertyName = [[self class] nl_dynamicPropertyNameWithSelctor:_cmd];    return [[self nl_dynamicPropertyDictionary] objectForKey:propertyName];  }  // int类型的属性的 setter 方法的实现  void __NL__int_dynamicSetterIMP(id self, SEL _cmd, int arg) {    NSString *propertyName = [[self class] nl_dynamicPropertyNameWithSelctor:_cmd];    [[self nl_dynamicPropertyDictionary] setObject:@(arg) forKey:propertyName];  }  // int类型的属性的 getter 方法的实现  int __NL__int_dynamicGetterIMP(id self, SEL _cmd) {    NSString *propertyName = [[self class] nl_dynamicPropertyNameWithSelctor:_cmd];    return [[[self nl_dynamicPropertyDictionary] objectForKey:propertyName] intValue];  }  // CGRect类型的属性的 setter 方法的实现  void __NL__cgrect_dynamicSetterIMP(id self, SEL _cmd, CGRect arg) {    NSString *propertyName = [[self class] nl_dynamicPropertyNameWithSelctor:_cmd];    [[self nl_dynamicPropertyDictionary] setObject:[NSValue valueWithCGRect:arg] forKey:propertyName];  }  // CGRect类型的属性的 getter 方法的实现  CGRect __NL__cgrect_dynamicGetterIMP(id self, SEL _cmd) {    NSString *propertyName = [[self class] nl_dynamicPropertyNameWithSelctor:_cmd];    return [[[self nl_dynamicPropertyDictionary] objectForKey:propertyName] CGRectValue];  }

方法的各个实现都有了，接下来的工作根据未实现的方法名，找到对应的函数，再把这个函数加到方法中去：

+ (BOOL)nl_resolveInstanceMethod:(SEL)sel {    NSArray *propertyDescriptors = [self nl_dynamicPropertyDescriptors];    for (NLPropertyDescriptor *propertyDescriptor in propertyDescriptors) {      BOOL didAddMethod = [self nl_addMethodWithDescriptor:propertyDescriptor selector:sel];      if (didAddMethod) {        return YES;      }    }    // 最后记得调用原有的实现    return [self nl_resolveInstanceMethod:sel];  }  + (BOOL)nl_addMethodWithDescriptor:(NLPropertyDescriptor *)desciptor selector:(SEL)sel {    NSString *selName = NSStringFromSelector(sel);    if ([desciptor.setterName isEqualToString:selName]) {      BOOL addedSetter = [self nl_addSetterMethodWithDescriptor:desciptor];      return addedSetter;    }    if ([desciptor.getterName isEqualToString:selName]) {      BOOL addedGetter = [self nl_addGetterMethodWithDescriptor:desciptor];      return addedGetter;    }    return NO;  }  // 添加 setter 方法实现  + (BOOL)nl_addSetterMethodWithDescriptor:(NLPropertyDescriptor *)desciptor {    IMP setterIMP = NULL;    if ([desciptor isIntType]) {      setterIMP = (IMP)__NL__int_dynamicSetterIMP;    }    if ([desciptor isObjectType]) {      setterIMP = (IMP)__NL__object_dynamicSetterIMP;    }    if ([desciptor isRectType]) {      setterIMP = (IMP)__NL__cgrect_dynamicSetterIMP;    }    if (setterIMP != NULL) {      class_addMethod(self, NSSelectorFromString(desciptor.setterName), setterIMP, "v@:");      return YES;    }    return NO;  }  // 添加 getter 方法实现  + (BOOL)nl_addGetterMethodWithDescriptor:(NLPropertyDescriptor *)desciptor {    SEL selector = NSSelectorFromString(desciptor.getterName);    if ([desciptor isIntType]) {       class_addMethod(self, selector,(IMP) __NL__int_dynamicGetterIMP, "i@:");      return YES;    }    NSString *typeEncoding = [desciptor typeEncoding];    if ([typeEncoding hasPrefix:@"T"]) {      typeEncoding = [typeEncoding substringFromIndex:1];    }    const char *cFuncationTypes = [[typeEncoding stringByAppendingString:@"@:"] cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];    if ([desciptor isObjectType]) {{      class_addMethod(self, selector, (IMP)__NL__object_dynamicGetterIMP, cFuncationTypes);      return YES;    }    if ([desciptor isRectType]) {      class_addMethod(self, selector, (IMP)__NL__cgrect_dynamicGetterIMP, cFuncationTypes);      return YES;    }    return NO;  }

class_addMethod 函数声明：BOOL class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)。cls 是要添加方法的类；name是要添加方法实现的名字；imp是要添加方法对应的实现，types是用类型编码描述该方法参数的字符串，而方法的函数必定会有参数：self（对象，类型编码是@）和_cmd（选择子，类型编码是:），所以这个 type 字符串中必定包含 “@:” 子串，这个子串前的字符是这个方法的返回值，其后面的字符是该方法的其它参数。

实验一把：

@interface ViewController (nl_ex)  @property (nonatomic, assign) int nl_int;  @property (nonatomic, strong) id nl_object;  @end  @implementation ViewController (nl_ex)  @dynamic nl_object;  @dynamic nl_int;  @end  - (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];    self.nl_int = 20;    self.nl_object = [UIView new];    fprintf(stdout, "nl_int = %d\n", self.nl_int);    fprintf(stdout, "nl_object = %s\n", [[self.nl_object description] cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]);    // 输出： nl_int = 20    //       nl_object = new nl_object string  }

完全没问题，奖励自己一把先。

7、添加 KVO 支持

KVO 还不简单，在 setter 实现里加上 willChangeValueForKey: 和 didChangeValueForKey: 就好了：

void __NL__object_dynamicSetterIMP(id self, SEL _cmd, id arg) {    NSString *propertyName = [[self class] nl_dynamicPropertyNameWithSelctor:_cmd];    [self willChangeValueForKey:propertyName];    [[self nl_dynamicPropertyDictionary] setObject:arg forKey:propertyName];    [self didChangeValueForKey:propertyName];  }

再来验证一把：

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context {    id value = [object valueForKeyPath:keyPath];    fprintf(stdout, "observe %s = %s\n", [keyPath cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding], [[value description] cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]);  }  - (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];    [self addObserver:self forKeyPath:@"nl_object" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];    self.nl_object = [UIView new];    fprintf(stdout, "nl_object = %s\n", [[self.nl_object description] cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]);  }

会打印出什么？

可惜，什么也不会打印，而会崩溃：

2015-12-14 00:10:48.700 CategoryPropertyDynamicSupport[1707:100735] *** Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: '*** setObjectForKey: key cannot be nil'  *** First throw call stack:  (      0   CoreFoundation                      0x00000001063cce65 __exceptionPreprocess + 165      1   libobjc.A.dylib                     0x0000000105e45deb objc_exception_throw + 48      2   CoreFoundation                      0x00000001062ca6e2 -[__NSDictionaryM setObject:forKey:] + 1042      3   CategoryPropertyDynamicSupport      0x0000000105579e44 __NL__object_dynamicSetterIMP + 260      4   CategoryPropertyDynamicSupport      0x0000000105582689 -[ViewController viewDidLoad] + 1561      5   UIKit                               0x0000000106fdef98 -[UIViewController loadViewIfRequired] + 1198      6   UIKit                               0x0000000106fdf2e7 -[UIViewController view] + 27      ...

log 显示 __NL__object_dynamicSetterIMP 函数里的 [[self nl_dynamicPropertyDictionary] setObject:arg forKey:propertyName]; 崩溃，原因是 propertyName 等于 nil。propertyName 不是选择子所对应的属性名吗，这个属性明明存在的呀，怎么为会空呢？

看看下面的代码：

- (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];    [self addObserver:self forKeyPath:@"nl_object" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];    Class class = [self class];               // ViewController    Class kvoClass = object_getClass(self);   // NSKVONotifying_ViewController    Class kvoSuperClass = class_getSuperclass(kvoClass) // ViewController

原因就在这里，在 addObserver:... 后，咱们这个对象所属的类就已经不是原来的那个类了，而是原来的类的子类了。系统不过重写了 -class 方法，让人看起来还是原来的类的样子。咱们之前的 nl_dynamicPropertyDescriptors 只包含了当前类的属性，显然不对。这里把父类的属性也加进去：

+ (NSArray *)nl_dynamicPropertyDescriptors {    NSMutableArray *descriptors = objc_getAssociatedObject(self, _cmd);    if (nil == descriptors) {      unsigned int outCount, index;      descriptors = [NSMutableArray arrayWithCapacity:outCount];      objc_setAssociatedObject(self, _cmd, descriptors, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);      // 获取到本类所有的属性结构体，并转换为属性描述器      objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([self class], &outCount);      for (index = 0; index < outCount; ++index) {        objc_property_t property = properties[index];        if ([self nl_validDynamicProperty:property]) {          NLPropertyDescriptor *descriptor = [[NLPropertyDescriptor alloc] initWithObjcProperty:property];          [descriptors addObject:descriptor];        }      }      free(properties);      if (self != [NSObject class]) {        // 加上父类的属性描述器        [descriptors addObjectsFromArray:[class_getSuperclass(self) nl_dynamicPropertyDescriptors]];      }    }    return descriptors;  }

再来验证一下：

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context {    id value = [object valueForKeyPath:keyPath];    fprintf(stdout, "observe %s = %s\n", [keyPath cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding], [[value description] cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]);  }  - (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];    [self addObserver:self forKeyPath:@"nl_object" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];    self.nl_object = [UIView new];    fprintf(stdout, "nl_object = %s\n", [[self.nl_object description] cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]);    // 输出：observe nl_object =                                        }                    

验证通过。

8、结束

代码过多，KVC 和 weak 的支持属于细枝末节，这里就不一一介绍了，想看看完整的代码的话，这里： https://github.com/NathanLi/iOSCategoryPropertyDynamicSupport 。

虽然现在 Objective-C 在 Swift 面前已经显得过时，但这 runtime 知识此时了解却也还是有些价值的。这里只是简单的介绍了一个属性相关的知识，实际上可玩的东西很多，比如 ORM （如 LKDBHelper） 等等。