iOS进阶之路（十一）分类的加载

本文主要是介绍iOS进阶之路（十一）分类的加载，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

上篇文章讲到，实现了+ load方法的类是非懒加载类，否则就是懒加载类。

非懒加载类：+ load方法是在main函数之前被调用的。这个时候为了能后保证+ load方法能被调用，就必须提前把这个类加载好。

非懒加载类加载流程： _dyld_objc_notify_register() -> read_image -> realizeClassWithoutSwift） -> methodizeClass->attachLists对rw赋值。

懒加载：顾名思义，是平时不会被加载，只有在用到的时候才会被加载。

那么懒记载类是如何加载的呢？

一. 懒加载类的加载

在我们第一次使用这个类的时候，也就是给这个类发送第一条消息的时候，懒加载的类才会被真正加载。

在之前的篇章中我们也讲到过消息发送，消息发送中有一个很重要的方法lookUpImpOrForward。我们提到过 !cls->isRealized()用来初始化懒加载类的。在Object-C环境下，经过一系列的函数调用，会神奇的来到了我们上篇文章学习的realizeClassWithoutSwift。

IMP lookUpImpOrForward(Class cls, SEL sel, id inst, 
                       bool initialize, bool cache, bool resolver)
{
    ...
    if (!cls->isRealized()) {
        cls = realizeClassMaybeSwiftAndLeaveLocked(cls, runtimeLock);
        // runtimeLock may have been dropped but is now locked again
    }
    ...
}

static Class
realizeClassMaybeSwiftAndLeaveLocked(Class cls, mutex_t& lock)
{
    return realizeClassMaybeSwiftMaybeRelock(cls, lock, true);
}

static Class
realizeClassMaybeSwiftAndLeaveLocked(Class cls, mutex_t& lock)
{
    return realizeClassMaybeSwiftMaybeRelock(cls, lock, true);
}

static Class
realizeClassMaybeSwiftMaybeRelock(Class cls, mutex_t& lock, bool leaveLocked)
{
    lock.assertLocked();

    if (!cls->isSwiftStable_ButAllowLegacyForNow()) {
        // Non-Swift class. Realize it now with the lock still held.
        // fixme wrong in the future for objc subclasses of swift classes
        realizeClassWithoutSwift(cls);
        if (!leaveLocked) lock.unlock();
    } else {
        // Swift class. We need to drop locks and call the Swift
        // runtime to initialize it.
        lock.unlock();
        cls = realizeSwiftClass(cls);
        assert(cls->isRealized());    // callback must have provoked realization
        if (leaveLocked) lock.lock();
    }

    return cls;
}
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我们来测试下，懒加载类能不能满足!cls->isRealized()条件

1.1 测试一

AKPerson没有实现 + load 方法，是懒加载类，主程序调用[AKPerson alloc]的初始化方法。

结论一：懒加载类会在第一次调用的时候进行加载，加载的时机是在消息查找流程中的lookUpImpOrForward方法中。

1.2 测试二

父类AKPerson实现 + load 方法，子类AKStudnet不实现 + load 方法。清理缓存，主程序子类调用初始化方法。

结论二：父类实现+ load，子类不实现+ load。父类是非懒加载类，子类是懒加载类。

1.3 测试三

父类AKPerson不实现 + load 方法，子类AKStudnet实现 + load 方法。清理缓存，主程序子类先调用的初始化方法，父类再调用的初始化方法。

发现父类没有进入!cls->isRealized(), 父类是懒加载类。因为递归调用realizeClassWithoutSwift完善继承链并处理当前类的父类、元类；如果有父类，就通过addSubclass把当前类放到父类的子类列表中去

if (!cls) return nil;
...
supercls = realizeClassWithoutSwift(remapClass(cls->superclass));
metacls = realizeClassWithoutSwift(remapClass(cls->ISA()));
...
// Update superclass and metaclass in case of remapping
cls->superclass = supercls;
cls->initClassIsa(metacls);
...
// Connect this class to its superclass`s subclass lists
if (supercls) {
    addSubclass(supercls, cls);
} else {
    addRootClass(cls);
}
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结论三：如果子类实现+ load，那么父类也会在子类被加载的时候，一起被加载。原因是子类在加载的时候会对父类和元类进行处理。

二. 分类的结构

2.1 clang

新建AKPerson + Test分类

clang -rewrite-objc AKPerson+Test.m -o category.cpp ，打开cpp文件可以发现。

category存储在MachO文件的__DATA的__的objc_catlist中

static struct _category_t *L_OBJC_LABEL_CATEGORY_$ [1] __attribute__((used, section ("__DATA, __objc_catlist,regular,no_dead_strip")))= {
	&_OBJC_$_CATEGORY_AKPerson_$_Test,
};
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AKPerson分类的结构如下

static struct _category_t _OBJC_$_CATEGORY_AKPerson_$_Test __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = 
{
	"AKPerson",
	0, // &OBJC_CLASS_$_AKPerson,
	(const struct _method_list_t *)&_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_AKPerson_$_Test,
	(const struct _method_list_t *)&_OBJC_$_CATEGORY_CLASS_METHODS_AKPerson_$_Test,
	0,
	0,
};
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2.2 分类的结构

objc源码中搜索category_t

struct category_t {
    const char *name;       // 类的名字，不是分类的名字
    classref_t cls;         // 类对象
    struct method_list_t *instanceMethods;      // 分类上存储的实例方法
    struct method_list_t *classMethods;         // 分类上存储的类方法    
    struct protocol_list_t *protocols;          // 分类上所实现的协议
    struct property_list_t *instanceProperties; // 分类所定义的实例属性
    // Fields below this point are not always present on disk.
    struct property_list_t *_classProperties;   // 分类所定义的类属性

    method_list_t *methodsForMeta(bool isMeta) {
        if (isMeta) return classMethods;
        else return instanceMethods;
    }

    property_list_t *propertiesForMeta(bool isMeta, struct header_info *hi);
};
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为什么分类要将实例方法和类方法分开保存呢？

类和元类加载过程中不断编译，实例方法存在类中，类方法存在元类中，已经确定好其方法归属的地方；而分类晚于类和元类的加载。

三.分类的加载

我们现在知道了类分为了懒加载类 和 非懒加载类，它们的加载时机是不一样的，那么分类的加载又是怎么样的呢？

在分析前，还要搞清楚一点，分类必须依附于类而存在，如果只有分类，没有类，那么从逻辑上是说不通的，就算实现了，编译器也会忽略掉。

分类的加载在两处出现过：

_read_images的Discover categories.
methodizeClass。

// Discover categories.
// 发现和处理所有Category
for (EACH_HEADER) {
    // 外部循环遍历找到当前类，查找类对应的Category数组
    category_t **catlist = 
        _getObjc2CategoryList(hi, &count);
    bool hasClassProperties = hi->info()->hasCategoryClassProperties();

    for (i = 0; i < count; i++) {
        // 内部循环遍历当前类的所有Category
        category_t *cat = catlist[i];
        Class cls = remapClass(cat->cls);
        
        // 首先，通过其所属的类注册Category。如果这个类已经被实现，则重新构造类的方法列表。
        bool classExists = NO;
        if (cat->instanceMethods ||  cat->protocols  
            ||  cat->instanceProperties) 
        {
            // 将Category添加到对应Class的value中，value是Class对应的所有category数组
            addUnattachedCategoryForClass(cat, cls, hi);
            // 将Category的method、protocol、property添加到Class
            if (cls->isRealized()) {
                remethodizeClass(cls);
                classExists = YES;
            }
            if (PrintConnecting) {
                _objc_inform("CLASS: found category -%s(%s) %s", 
                             cls->nameForLogging(), cat->name, 
                             classExists ? "on existing class" : "");
            }
        }

        // 这块和上面逻辑一样，区别在于这块是对Meta Class做操作，而上面则是对Class做操作
        // 根据下面的逻辑，从代码的角度来说，是可以对原类添加Category的
        if (cat->classMethods  ||  cat->protocols  
            ||  (hasClassProperties && cat->_classProperties)) 
        {
            addUnattachedCategoryForClass(cat, cls->ISA(), hi);
            if (cls->ISA()->isRealized()) {
                remethodizeClass(cls->ISA());
            }
            if (PrintConnecting) {
                _objc_inform("CLASS: found category +%s(%s)", 
                             cls->nameForLogging(), cat->name);
            }
        }
    }
}
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static void methodizeClass(Class cls)
{
    ...
    // Attach categories.
    category_list *cats = unattachedCategoriesForClass(cls, true /*realizing*/);
    attachCategories(cls, cats, false /*don't flush caches*/);
    ...
}
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为了方便定位，我们添加了一些调试代码

3.1 懒加载分类

懒加载类 & 懒加载分类

通过函数调用栈分析：

向懒加载类发送消息，lookupOrForward -> realizeClassWithoutSwift开始加载内存
methodizeClass处理父类、元类关系
unattachedCategoriesForClass返回NULL
另一处加载分类没有调用

非懒加载 & 懒加载分类

通过两次的断点调试，我们发现懒加载的分类，在运行时期间没有进行添加分类的操作，我们来看看分类中的方法是否被添加进来。

程序启动dyld -> _objc_init -> map_images -> _read_images -> realizeClassWithoutSwift ->methodizeClass 加载类到内存中
methodizeClass处理父类、元类关系
unattachedCategoriesForClas返回NULL
另一处加载分类没有调用

懒加载的分类不是运行时添加的，我们来看看分类中的方法是否被添加进来。

查看一下class_rw_t中的内容

(lldb) p *$3
(class_rw_t) $4 = {
  flags = 2148139008
  version = 7
  ro = 0x00000001000011f0
  methods = {
    list_array_tt<method_t, method_list_t> = {
       = {
        list = 0x0000000100001168
        arrayAndFlag = 4294971752
      }
    }
  }
  properties = {
    list_array_tt<property_t, property_list_t> = {
       = {
        list = 0x0000000000000000
        arrayAndFlag = 0
      }
    }
  }
  protocols = {
    list_array_tt<unsigned long, protocol_list_t> = {
       = {
        list = 0x0000000000000000
        arrayAndFlag = 0
      }
    }
  }
  firstSubclass = nil
  nextSiblingClass = 0x00007fff92d22080
  demangledName = 0x0000000000000000
}
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继续查看ro中的baseMethodList

(lldb) p $8.get(1)
(method_t) $15 = {
  name = "load"
  types = 0x0000000100000f8c "v16@0:8"
  imp = 0x0000000100000c10 (objc-debug`+[AKPerson load] at AKPerson.m:12)
}
(lldb) p $8.get(2)
(method_t) $16 = {
  name = "cate_instanceMethod"
  types = 0x0000000100000f8c "v16@0:8"
  imp = 0x0000000100000da0 (objc-debug`+[AKPerson(test) cate_instanceMethod] at AKPerson+test.m:34)
}
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通过上述的lldb调试，我们发现，我们分类中的方法已经被添加到ro中了。

结论：不管是懒加载类或是非懒加载类，懒加载分类在编译时就确定了。

3.2 非懒加载分类

懒加载类 & 非懒加载分类

按照之前的理论，懒加载的类是在第一次发送消息的时候才会被加载的，函数调用栈应该是lookupImpOrForward -> realizeClassMaybeSwiftAndLeaveLocked -> realizeClassMaybeSwiftMaybeRelock -> realizeClassWithoutSwift -> methodizeClass。我们测试下。

这一次通过 unattachedCategoriesForClass 取到值了，并且在这之前 cls 的 ro 中并没有分类的 initialize 方法：

但是我们的函数调用栈，不是发送消息的流程，而走的是 load_images 的 prepare_load_methods 方法呢？

懒加载类要在消息发送的时候才会加载。
但是分类是非懒加载类，分类会提前走 read_images -> addUnattachedCategoryForClass
此时没有实现类，会在下面的prepare_load_methods -> realizeClassWithoutSwift -> unattachedCategoriesForClass提前了实现类的信息

/***********************************************************************
* load_images
* Process +load in the given images which are being mapped in by dyld.
*
* Locking: write-locks runtimeLock and loadMethodLock
**********************************************************************/
extern bool hasLoadMethods(const headerType *mhdr);
extern void prepare_load_methods(const headerType *mhdr);

void
load_images(const char *path __unused, const struct mach_header *mh)
{
    // Return without taking locks if there are no +load methods here.
    if (!hasLoadMethods((const headerType *)mh)) return;

    recursive_mutex_locker_t lock(loadMethodLock);

    // Discover load methods
    {
        mutex_locker_t lock2(runtimeLock);
        prepare_load_methods((const headerType *)mh);
    }

    // Call +load methods (without runtimeLock - re-entrant)
    call_load_methods();
}

void prepare_load_methods(const headerType *mhdr)
{
    size_t count, i;

    runtimeLock.assertLocked();
    
    // 获取的所有的非懒加载分类
    classref_t *classlist = 
        _getObjc2NonlazyClassList(mhdr, &count);
    for (i = 0; i < count; i++) {
        schedule_class_load(remapClass(classlist[i]));
    }

    category_t **categorylist = _getObjc2NonlazyCategoryList(mhdr, &count);
    for (i = 0; i < count; i++) {
        category_t *cat = categorylist[i];
        Class cls = remapClass(cat->cls);
        if (!cls) continue;  // category for ignored weak-linked class
        if (cls->isSwiftStable()) {
            _objc_fatal("Swift class extensions and categories on Swift "
                        "classes are not allowed to have +load methods");
        }
        realizeClassWithoutSwift(cls);
        assert(cls->ISA()->isRealized());
        add_category_to_loadable_list(cat);
    }
}
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_getObjc2NonlazyCategoryList获取的所有的非懒加载分类，然后遍历这些非懒加载分类，加载这些分类所依赖的类。
realizeClassWithoutSwift 方法来加载类

结论：非懒加载分类让我们的懒加载类实现提前了，所以说懒加载类并不一定只会在第一次消息发送的时候加载，还要取决于有没有非懒加载的分类，如果有非懒加载的分类，那么就走的是 load_images 里面的 prepare_load_methods 的 realizeClassWithoutSwift 。

非懒加载类 & 非懒加载分类

非懒加载类的流程我们十分熟悉了，在 _read_images 里面进行加载，而此时，分类也是非懒加载。

methodizeClass 处断点：

unattachedCategoriesForClass 取出来的是 NULL，显然分类不是在这个地方被加载的

_read_images 的 Discover categories 处断点

因为当前类已经在前面的非懒加载类加载流程中被加载完成，所以会进入 remethodizeClass 方法

/***********************************************************************
* remethodizeClass
* Attach outstanding categories to an existing class.
* Fixes up cls`s method list, protocol list, and property list.
* Updates method caches for cls and its subclasses.
* Locking: runtimeLock must be held by the caller
**********************************************************************/
static void remethodizeClass(Class cls)
{
    category_list *cats;
    bool isMeta;

    runtimeLock.assertLocked();

    isMeta = cls->isMetaClass();

    // Re-methodizing: check for more categories
    if ((cats = unattachedCategoriesForClass(cls, false/*not realizing*/))) {
        if (PrintConnecting) {
            _objc_inform("CLASS: attaching categories to class '%s' %s", 
                         cls->nameForLogging(), isMeta ? "(meta)" : "");
        }
        
        attachCategories(cls, cats, true /*flush caches*/);        
        free(cats);
    }
}
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remethodizeClass 有一个 attachCategories方法

// Attach method lists and properties and protocols from categories to a class.
// Assumes the categories in cats are all loaded and sorted by load order, 
// oldest categories first.
static void 
attachCategories(Class cls, category_list *cats, bool flush_caches)
{
    if (!cats) return;
    if (PrintReplacedMethods) printReplacements(cls, cats);

    bool isMeta = cls->isMetaClass();

    // fixme rearrange to remove these intermediate allocations
    method_list_t **mlists = (method_list_t **)
        malloc(cats->count * sizeof(*mlists));
    property_list_t **proplists = (property_list_t **)
        malloc(cats->count * sizeof(*proplists));
    protocol_list_t **protolists = (protocol_list_t **)
        malloc(cats->count * sizeof(*protolists));

    // Count backwards through cats to get newest categories first
    int mcount = 0;
    int propcount = 0;
    int protocount = 0;
    int i = cats->count;
    bool fromBundle = NO;
    while (i--) {
        auto& entry = cats->list[i];

        method_list_t *mlist = entry.cat->methodsForMeta(isMeta);
        if (mlist) {
            mlists[mcount++] = mlist;
            fromBundle |= entry.hi->isBundle();
        }

        property_list_t *proplist = 
            entry.cat->propertiesForMeta(isMeta, entry.hi);
        if (proplist) {
            proplists[propcount++] = proplist;
        }

        protocol_list_t *protolist = entry.cat->protocols;
        if (protolist) {
            protolists[protocount++] = protolist;
        }
    }

    auto rw = cls->data();

    prepareMethodLists(cls, mlists, mcount, NO, fromBundle);
    rw->methods.attachLists(mlists, mcount);
    free(mlists);
    if (flush_caches  &&  mcount > 0) flushCaches(cls);

    rw->properties.attachLists(proplists, propcount);
    free(proplists);

    rw->protocols.attachLists(protolists, protocount);
    free(protolists);
}
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注意英文注释：

Attach method lists and properties and protocols from categories to a class. -- 将分类的方法、属性和协议添加到类上
Assumes the categories in cats are all loaded and sorted by load order, -- 分类按加载顺序加载完毕
oldest categories first. 先加载的分类排在前面

attachCategories与attachLists原理基本一致 (参考类的加载)：

调用attachLists添加分类的方法、属性、协议
memmove将原数据移到末尾
memcpy把新数据拷贝到起始位置

注：

其实 attachCategories 这个方法只会在实现了 非懒加载分类 下才会被调用，而来到 attachCategories 之前又取决于类是否为懒加载，
如果是懒加载，那么就在 load_images 里面去处理，
如果是非懒加载，那么就在 read_images 里面去处理。

四. 分类总结

类的加载

非懒加载类：+ load方法是在main函数之前被调用的。这个时候为了能后保证+ load方法能被调用，就必须提前把这个类加载好。
懒加载：顾名思义，是平时不会被加载，只有在用到的时候才会被加载

分类的加载：

非懒加载分类：没有实现 load方法，编译时确定, 直接处理 data() - ro。
懒加载分离：实现了 load 方法，运行时确定。

这也说明分类的加载和类的加载是不一样的，两者结合，我们有以下的结论：

情景	类的加载	分类的加载
懒加载分类 + 懒加载类	第一次发送	编译时
懒加载分类 + 非懒加载类	_read_images	编译时
非懒加载分类 + 懒加载类	load_images(非懒加载分类让我们的懒加载类实现提前了)	类加载之后的 methodizeClass
非懒加载分类 + 非懒加载类	_read_images	类加载之后的 reMethodizeClass

五. 类和分类的同名方法之争

如果类有多个分类，方法调用顺序如何呢？

Person类有AKPerson+Test1和AKPerson+Test1两个分类，三者都声明和实现类- sayHi方法，主程序调用[[AKPerson alloc] sayHi];。

分类都不实现 + load 方法

响应Compile Sources最后一个分类

分类都实现 + load 方法

响应Compile Sources最后一个分类

AKPerson+Test1实现 + load 方法， AKPerson+Test2不实现 + load 方法

AKPerson+Test2实现 + load 方法， AKPerson+Test1不实现 + load 方法

响应实现+ load 方法的分类。

结论1：

一般方法先调用分类，后调用主类。

分类的方法没有替换掉类已经有的方法，分类的方法被放到了新方法列表的前面，而类的方法被放到了新方法列表的后面，这也就是我们平常所说的分类的方法会“覆盖”掉类的同名方法
因为运行时在查找方法时是顺着方法列表的顺序查找的，它只要一找到对应名字的方法，就会返回imp。

结论2：

如果分类没实现+load方法，就响应Compile Sources最后一个分类
如果都实现+load，响应·Compile Sources·最后一个分类
如果其中一个实现了+load方法，响应非懒加载分类。因为懒加载分类在编译时就已经加载到内存，而非懒加载分类运行时才加载

六. load_images

懒加载类 + 非懒加载分类情况下，分类加载到内存时会调用load_image，那么我们在该种情况下进行探索.

在load_image实现处打下断点，发现类和分类都没有打印+load方法：load_image先于+load方法

注意英文注释：

Discover load methods -- prepare_load_methods
Call +load methods (without runtimeLock - re-entrant) -- call_load_methods

6.1 prepare_load_methods 发现并准备+load方法

void prepare_load_methods(const headerType *mhdr)
{
    size_t count, i;

    runtimeLock.assertLocked();

    // 1.获取非懒加载类列表
    classref_t *classlist = 
        _getObjc2NonlazyClassList(mhdr, &count);
    for (i = 0; i < count; i++) {
        schedule_class_load(remapClass(classlist[i]));
    }

    // 2.获取非懒加载分类列表
    category_t **categorylist = _getObjc2NonlazyCategoryList(mhdr, &count);
    for (i = 0; i < count; i++) {
        category_t *cat = categorylist[i];
        Class cls = remapClass(cat->cls);
        
        const class_ro_t *ro = (const class_ro_t *)cls->data();
        const char *cname = ro->name;
        const char *oname = "AKPerson";
        
        if (cname && (strcmp(cname, oname) == 0)) {
            printf("_getObjc2NonlazyClassList 类名 :%s  - %p 分类名: %s\n",cname,cls,cat->name);
        }
        
        if (!cls) continue;  // category for ignored weak-linked class
        if (cls->isSwiftStable()) {
            _objc_fatal("Swift class extensions and categories on Swift "
                        "classes are not allowed to have +load methods");
        }
        realizeClassWithoutSwift(cls);
        assert(cls->ISA()->isRealized());
        add_category_to_loadable_list(cat);
    }
}
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/***********************************************************************
* prepare_load_methods
* Schedule +load for classes in this image, any un-+load-ed 
* superclasses in other images, and any categories in this image.
**********************************************************************/
// Recursively schedule +load for cls and any un-+load-ed superclasses.
// cls must already be connected.
static void schedule_class_load(Class cls)
{
    if (!cls) return;
    assert(cls->isRealized());  // _read_images should realize

    if (cls->data()->flags & RW_LOADED) return;

    // Ensure superclass-first ordering
    schedule_class_load(cls->superclass);

    add_class_to_loadable_list(cls);
    cls->setInfo(RW_LOADED); 
}
复制代码

/***********************************************************************
* add_category_to_loadable_list
* Category cat`s parent class exists and the category has been attached
* to its class. Schedule this category for +load after its parent class
* becomes connected and has its own +load method called.
**********************************************************************/
void add_category_to_loadable_list(Category cat)
{
    IMP method;

    loadMethodLock.assertLocked();

    method = _category_getLoadMethod(cat);

    // Don`t bother if cat has no +load method
    if (!method) return;

    if (PrintLoading) {
        _objc_inform("LOAD: category '%s(%s)' scheduled for +load", 
                     _category_getClassName(cat), _category_getName(cat));
    }
    
    if (loadable_categories_used == loadable_categories_allocated) {
        loadable_categories_allocated = loadable_categories_allocated*2 + 16;
        loadable_categories = (struct loadable_category *)
            realloc(loadable_categories,
                              loadable_categories_allocated *
                              sizeof(struct loadable_category));
    }

    loadable_categories[loadable_categories_used].cat = cat;
    loadable_categories[loadable_categories_used].method = method;
    loadable_categories_used++;
}
复制代码

prepare_load_methods 分析：

_getObjc2NonlazyClassList 获取非懒加载类列表
schedule_class_load遍历类列表

递归调用父类的 + load 方法，保证父类的 + load 方法顺序排列在子类前面
add_class_to_loadable_list 把类的+load方法存在loadable_classes里面

_getObjc2NonlazyCategoryList 获取非懒加载分类列表
遍历分类列表

realizeClassWithoutSwift 来防止类没有初始化（若已经初始化了则不影响）
add_category_to_loadable_list 把分类的+load方法到loadable_categories

6.2 call_load_methods

现在我们知道+ load在 load_images里调用，到底怎么调用的呢？

/***********************************************************************
* call_load_methods
* Call all pending class and category +load methods.
* Class +load methods are called superclass-first. 
* Category +load methods are not called until after the parent class`s +load.
* 
* This method must be RE-ENTRANT, because a +load could trigger 
* more image mapping. In addition, the superclass-first ordering 
* must be preserved in the face of re-entrant calls. Therefore, 
* only the OUTERMOST call of this function will do anything, and 
* that call will handle all loadable classes, even those generated 
* while it was running.
*
* The sequence below preserves +load ordering in the face of 
* image loading during a +load, and make sure that no 
* +load method is forgotten because it was added during 
* a +load call.
* Sequence:
* 1. Repeatedly call class +loads until there aren`t any more
* 2. Call category +loads ONCE.
* 3. Run more +loads if:
*    (a) there are more classes to load, OR
*    (b) there are some potential category +loads that have 
*        still never been attempted.
* Category +loads are only run once to ensure "parent class first" 
* ordering, even if a category +load triggers a new loadable class 
* and a new loadable category attached to that class. 
*
* Locking: loadMethodLock must be held by the caller 
*   All other locks must not be held.
**********************************************************************/
void call_load_methods(void)
{
    static bool loading = NO;
    bool more_categories;

    loadMethodLock.assertLocked();

    // Re-entrant calls do nothing; the outermost call will finish the job.
    if (loading) return;
    loading = YES;

    void *pool = objc_autoreleasePoolPush();

    do {
        // 1. Repeatedly call class +loads until there aren`t any more
        while (loadable_classes_used > 0) {
            call_class_loads();
        }

        // 2. Call category +loads ONCE
        more_categories = call_category_loads();

        // 3. Run more +loads if there are classes OR more untried categories
    } while (loadable_classes_used > 0  ||  more_categories);

    objc_autoreleasePoolPop(pool);

    loading = NO;
}
复制代码

static void call_class_loads(void)
{
    ...
    
    // Call all +loads for the detached list.
    for (i = 0; i < used; i++) {
        Class cls = classes[i].cls;
        load_method_t load_method = (load_method_t)classes[i].method;
        if (!cls) continue; 

        if (PrintLoading) {
            _objc_inform("LOAD: +[%s load]\n", cls->nameForLogging());
        }
        (*load_method)(cls, SEL_load);
    }
    
    ...
}
复制代码

static bool call_category_loads(void)
{
    ...
    
    // Call all +loads for the detached list.
    for (i = 0; i < used; i++) {
        Category cat = cats[i].cat;
        load_method_t load_method = (load_method_t)cats[i].method;
        Class cls;
        if (!cat) continue;

        cls = _category_getClass(cat);
        if (cls  &&  cls->isLoadable()) {
            if (PrintLoading) {
                _objc_inform("LOAD: +[%s(%s) load]\n", 
                             cls->nameForLogging(), 
                             _category_getName(cat));
            }
            (*load_method)(cls, SEL_load);
            cats[i].cat = nil;
        }
    }

    ...
    
    return new_categories_added;
}
复制代码

通过objc_autoreleasePoolPush压栈一个自动释放池
do-while循环

循环调用call_load_methods, 发送消息调用类的+load方法。
调用call_category_loads，循环发送消息调用分类的+load方法。
(*load_method)(cls, SEL_load);调用+ load的过程，就是objc_msgSend(cls, SEL_load)的过程。

通过 objc_autoreleasePoolPop出栈一个自动释放池+load方法

七. initialize

7.1 initialize原理

Initializes the class before it receives its first message.

在这个类接收第一条消息之前调用。当该类不使用时，该方法可能永远不会被调用。

在lookUpImpOrForward -> initializeAndLeaveLocked -> initializeAndMaybeRelock -> initializeNonMetaClass找到了它的踪迹。

/***********************************************************************
* class_initialize.  Send the '+initialize' message on demand to any
* uninitialized class. Force initialization of superclasses first.
**********************************************************************/
void initializeNonMetaClass(Class cls)
{
    ...
    
    // Make sure super is done initializing BEFORE beginning to initialize cls.
    // See note about deadlock above.
    supercls = cls->superclass;
    if (supercls  &&  !supercls->isInitialized()) {
        initializeNonMetaClass(supercls);
    }
    
    ...
    callInitialize(cls);
    ...
}
复制代码

void callInitialize(Class cls)
{
    ((void(*)(Class, SEL))objc_msgSend)(cls, SEL_initialize);
    asm("");
}
复制代码

如果有父类且父类没有isInitialized，递归initializeNonMetaClass父类（推测：调用顺序先父类后子类）
callInitialize是一个普通的消息发送（推测：调用顺序分类覆盖主类）

7.2 initialize 调用顺序测试

是不是先父类后子类

AKPerson父类和AKTeacher子类都实现initialize方法

主程序先调用父类，后调用子类

主程序先调用子类, 后调用父类

是不是分类覆盖主类

AKPerson + Test分类和 AKTeacher + Test分类都实现initialize方法，主程序先后调用子类和父类初始化方法。

是不是只调用一次

AKPerson父类实现initialize方法，AKTeacher子类不实现initialize方法，主程序调用子类初始化方法。

7.3 initialize 总结

initialize走普通的消息发送机制。所以分类覆盖主类，当有多个分类都实现了initialize方法，执行最后被加载到内存中的分类的方法。
initialize在类或者其子类的第一个方法被调用前（发送消息前）调用
如果父类和子类都实现了initialize方法，在调用子类时，

如果父类的initialize方法调用过，则只调用子类的initialize方法;
如果父类的initialize没用过，则先调用父类的initialize方法，在调用子类的initialize方法。（此时，再初始化父类的时候，不会再调用initialize方法）

父类实现，子类不实现，调用子类时，会调用两次父类的initialize方法

八. 总结

本篇主要学习了 懒加载类 非懒加载类 懒加载分类 非懒加载分类的加载； + load 和 + initialize 的调用。也是面试中百分比会被问到的地方，希望有所帮助。

这篇关于iOS进阶之路（十一）分类的加载的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！

Swift教程

iOS进阶之路（十一）分类的加载

一. 懒加载类的加载

1.1 测试一

1.2 测试二

1.3 测试三

二. 分类的结构

2.1 clang

2.2 分类的结构

三.分类的加载

3.1 懒加载分类

懒加载类 & 懒加载分类

非懒加载 & 懒加载分类

3.2 非懒加载分类

懒加载类 & 非懒加载分类

非懒加载类 & 非懒加载分类

四. 分类总结

五. 类和分类的同名方法之争

六. load_images

6.1 prepare_load_methods 发现并准备+load方法

6.2 call_load_methods

七. initialize

7.1 initialize原理

7.2 initialize 调用顺序测试

7.3 initialize 总结

八. 总结

前端开发

后端开发

移动端开发

数据库

服务器运维

人工智能

区块链

游戏开发

网站运营

大数据/云计算

软件工程

软件/开发工具使用

资讯

iOS进阶之路 （十一）分类的加载

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1.1 测试一

1.2 测试二

1.3 测试三

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3.1 懒加载分类

懒加载类 & 懒加载分类

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3.2 非懒加载分类

懒加载类 & 非懒加载分类

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六. load_images

6.1 prepare_load_methods 发现并准备+load方法

6.2 call_load_methods

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7.1 initialize原理

7.2 initialize 调用顺序测试

7.3 initialize 总结

八. 总结

前端开发

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