浅析关联引用

背景

今日吃饱了，确实撑得慌，找了我的邻居-阿杰一起散步，走了好大一圈，最后在小区下聊起了技术，从YYKit，SDWebImage 等第三方库，扯到了关联引用，因为他们都用到了这个技术，然而我又想到了单例，单例和关联引用在实现上有一个相同点—都需要一个静态变量；那么疑问就来了：同样都需要一个静态变量，为什么结果不一样呢？或许你还没明白我的疑问是什么，请继续阅读吧！

一、回顾单例

我简单的写了个单例类 SingletonObject ，把静态变量 instance 放在 sharedInstance 类方法里看起来可能更好一些，放在外面也是可以的，二者的区别是作用域不同，生命周期也差不多，我个人比较喜欢放在方法内部，因为外部一般不需要直接获取，这里放在外部是为了和我们今天的角儿进行对比，提出我的疑问做铺垫。

@implementation SingletonObject

static id instance;

+ (instancetype)sharedInstance
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        instance = [[self alloc]init];
    });
    return instance;
}

@end

请问你有没有思考过，为什么这里可以实现单例，instance 变量不是每个对象都有一份吗？当然不是的！这个 instance 静态变量的地址是和类 SingletonObject 是对应的，也就说 instance 静态变量的地址是确定的，只要这个类的地址确定了，他也就是确定的了，因此可以简单的理解为 instance 静态变量是属于类的，姑且称之为 “类变量”，与实例变量相对应。

二、提出疑问

我们已经知道了静态变量是个“类变量”，我们也都用过 SDWebImage，其内部实现正是使用了关联引用，才使得我们使用起来是那么的方便，图片可以准确无误的下载显示出来，也就是说每个 imageView 对应图片都是自己想要的，一一对应的，我的问题来了，既然关联引用也使用了“类变量”，那么不应该是 imageView 最终都要显示为同一张图片才对嘛？！虽然你创建了 N 个 imageView ，但是 imageView 的 “类变量”（关联引用的 key） 是唯一的啊，这明显是个一对多的关系！可为什么使用 SDWebImage 的时候一切都那么正常，最终图片都一一对应上了，你怎么看呢？我觉得此事必有蹊跷！

三、大胆推测

我最后给阿杰做了一个这样的推测：问题肯定在关联引用的处理上，要不然我们就没必要在使用的时候传个 key 进去了，或许正是根据这个 key 做了一个地址偏移什么的，每个对象都能或许元类信息，然后给自身加个偏移存储下这个关联的对象，我们可以从打印静态变量地址，打印堆栈信息，runtime源码入手…

然后就各回各家，各找各妈了…

四、揭开神秘面纱

这么大的疑问放心里，肯定睡不着的，回家就开始找源码了，结果就找到了内部实现的代码，现在拿出来仔细分析下内部实现：

//这是我们调用的方法
void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, 
                         objc_AssociationPolicy policy) 
{
    objc_setAssociatedObject_non_gc(object, key, value, policy);
}
//这是内部的私有方法；
void objc_setAssociatedObject_non_gc(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy) {
    _object_set_associative_reference(object, (void *)key, value, policy);
}

//设置关联引用对象，最终将调用这个方法
void _object_set_associative_reference(id object, void *key, id value, uintptr_t policy) {
    // 这段代码有点像重写 setter 方法的感觉；old就是赋值之前的老值，要被释放掉的；ObjcAssociation 下面会介绍；
    ObjcAssociation old_association(0, nil);
    // acquireValue：对传入的 value 做 reatain,copy 等策略
    id new_value = value ? acquireValue(value, policy) : nil;
    {
        AssociationsManager manager;//这是重点，每个类都可以创建一个 manager 管理关联的对象，不过 manager 管理的 HashMap 一直都是一个，并且是线程安全的！
        AssociationsHashMap & (manager.associations());//获取唯一的 map 引用；
        disguised_ptr_t disguised_object = DISGUISE(