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OC中load方法

OC中load方法

作者: 爱吃糖的葫芦娃 | 来源:发表于2019-03-31 21:17 被阅读0次

    在iOS开发中经常会使用load方法去做方法置换。因为load方法会在整个文件被加载到运行时,在main函数之前调用。

    另外注意,load方法中不宜过多,里面代码不应该执行过于复杂的操作。这样会影响我们app的启动时间。

    提出问题:

    1.load方法的加载顺序是什么?
    2.load方法会被category中的load方法覆盖吗?
    3.如果多个分类执行load方法交换了相同的方法会是什么结果?

    load方法加载过程

    创建一个工程在load方法打断点看看加载的方法。

    load方法加载
    dyld 是 the dynamic link editor 的缩写,它是苹果的动态链接器
    在系统内核做好程序准备工作之后,交由 dyld 负责余下的工作

    从图中可以看到load方法之前有call_load_method和load_images方法,再往前看到第三个执行方法是Runtime接收到dyld的函数回调

    我们可以查看runtime源码来分析加载过程
    _objc_init函数位于objc-os.mm文件中

    // runtime加载入口
    void _objc_init(void)
    {
        static bool initialized = false;
        if (initialized) return;
        initialized = true;
        
        // fixme defer initialization until an objc-using image is found?
        environ_init();
        tls_init();
        static_init();
        lock_init();
        exception_init();
    
        _dyld_objc_notify_register(&map_images, load_images, unmap_image);
    }
    
    

    可以看到Runtime接收到dyld的函数回调,开始执行map_images、load_images等操作,并回调+load方法。接下来我们主要看load_images方法

    准备load方法

    load_images方法位于源码objc-runtime-new.mm文件中

    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
        {
          //定义可递归锁对象
          // 由于 load_images 方法由 dyld 进行回调,所以数据需上锁才能保证线程安全
          // 为了防止多次加锁造成的死锁情况,使用可递归锁解决
            rwlock_writer_t lock2(runtimeLock);
            // 准备Class list和Category list
            prepare_load_methods((const headerType *)mh);
        }
    
        // 调用已经准备好的Class list和Category list
        call_load_methods();
    }
    

    接下来先查看prepare_load_methods方法

    // 准备Class list 和 Category list
    void prepare_load_methods(const headerType *mhdr)
    {
        size_t count, i;
    
        runtimeLock.assertWriting();
    
        // 获取到非懒加载的类的列表
        classref_t *classlist = 
            _getObjc2NonlazyClassList(mhdr, &count);
        for (i = 0; i < count; i++) {
            // 设置Class的调用列表
            schedule_class_load(remapClass(classlist[i]));
        }
        
        // 获取到非懒加载的Category列表
        category_t **categorylist = _getObjc2NonlazyCategoryList(mhdr, &count);
        for (i = 0; i < count; i++) {
            category_t *cat = categorylist[i];
            Class cls = remapClass(cat->cls);
            // 忽略弱链接的类别
            if (!cls) continue;  // category for ignored weak-linked class
            // 实例化所属的类
            realizeClass(cls);
            assert(cls->ISA()->isRealized());
            // 设置Category的调用列表
            add_category_to_loadable_list(cat);
        }
    }
    

    prepare_load_methods 作用是为 load 方法做准备,从代码中可以看出 Class 的 load 方法是优先于 Category。其中在收集 Class 的 load 方法中,因为需要对 Class 关系树的根节点逐层遍历运行,在 schedule_class_load 方法中使用深层递归的方式递归到根节点,优先进行收集。

    static void schedule_class_load(Class cls)
    {
        if (!cls) return;
        assert(cls->isRealized());  // _read_images should realize
        // 已经添加Class的load方法到调用列表中
        if (cls->data()->flags & RW_LOADED) return;
    
        // 确保super已经被添加到load列表中,默认是整个继承者链的顺序
        schedule_class_load(cls->superclass);
        
        // 将IMP和Class添加到调用列表
        //方法位于objc-loadmethod.mm文件中
        add_class_to_loadable_list(cls);
        // 设置Class的flags,表示已经添加Class到调用列表中
        cls->setInfo(RW_LOADED); 
    }
    

    load方法调用

    call_load_methods位于objc-loadmethod.mm文件中

    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.
        // 由于 loading 是全局静态布尔量,如果已经录入方法则直接退出
        if (loading) return;
        loading = YES;
        // 声明一个 autoreleasePool 对象
        // 使用 push 操作其目的是为了创建一个新的 autoreleasePool 对象
        void *pool = objc_autoreleasePoolPush();
    
        do {
            // 1. Repeatedly call class +loads until there aren't any more
            // 重复调用 load 方法,直到没有
            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);
        // 将创建的 autoreleasePool 对象释放
        objc_autoreleasePoolPop(pool);
    
        loading = NO;
    }
    

    call_load_methods函数执行这些load方法。在这个方法中,call_class_loads函数是负责调用类方法列表的,call_category_loads负责调用Category的方法列表。

    static void call_class_loads(void)
    {
        int i;
        
        // Detach current loadable list.
        struct loadable_class *classes = loadable_classes;
        int used = loadable_classes_used;
        loadable_classes = nil;//指向用于保存类信息的内存的首地址
        loadable_classes_allocated = 0;//标识已分配的内存空间大小
        loadable_classes_used = 0;//标识已使用的内存空间大小
        
        // 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);
        }
        
        // Destroy the detached list.
        if (classes) free(classes);
    }
    

    小重点:最后看到是通过(*load_method)(cls, SEL_load)方法调用load方法的。这是一个C语言的函数,通过指针运行对应的地址部分。而不是通过objc_msgSend消息发送执行。

    load方法的加载流程:
    1.load_images 通过 dyld 载入 image 文件,引入 Class

    1. prepare_load_methods准备load方法。过滤无效类、无效方法,将 load 方法指针和所属 Class 指针收集至全局 Class 存储线性表 loadable_classes 中,其中会涉及到自动扩展空间和父类优先的递归调用问题。category类中同样操作
    2. call_load_methods调用load方法,先调用类的再调用分类的

    所有源码都看完了,回答开篇问题。

    load方法的加载顺序是什么?

    父类 >子类> 分类。
    类和分类中的load方法都会执行
    父类永远大于子类,子类永远大于分类
    如果有多个分类会按照编译顺序执行,先编译先执行

    load方法会被category中的load方法覆盖吗?

    不会被覆盖。load方法是通过指针地址直接访问。不和category中方法一样,category中方法是通过objc_msgSend消息发送,会导致先收到消息的方法直接返回。

    如果多个分类执行load方法交换了相同的方法会是什么结果?

    我们创建student类,同时创建student+A ,student+B两个分类


    目录
    编译顺序

    在student.m中代码实现

    @implementation Student
    
    + (void)load
    {
        NSLog(@"studet load");
    }
    
    - (void)sayHello
    {
        NSLog(@"studect sayHello");
    }
    
    @end
    
    

    student+A.中代码实现

    + (void)load
    {
        NSLog(@"studectA load");
        [self fn_SwizzleSEL:@selector(s_sayHello) withSEL:@selector(sayHello)];
    }
    
    - (void)s_sayHello {
        [self s_sayHello];
        
        NSLog(@"StudentA + swizzle say hello");
    }
    
    + (void)fn_SwizzleSEL:(SEL)originalSEL withSEL:(SEL)swizzledSEL {
        
        Class class = [self class];
        
        Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSEL);
        Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzledSEL);
        
        BOOL didAddMethod =
        class_addMethod(class,
                        originalSEL,
                        method_getImplementation(swizzledMethod),
                        method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
        
        if (didAddMethod) {
            class_replaceMethod(class,
                                swizzledSEL,
                                method_getImplementation(originalMethod),
                                method_getTypeEncoding(originalMethod));
        } else {
            method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
        }
    }
    
    

    student+B.m中代码实现,和A中相似

    + (void)load
    {
        NSLog(@"studectB load");
        [self fn_SwizzleSEL:@selector(s_sayHelloB) withSEL:@selector(sayHello)];
    }
    
    - (void)s_sayHelloB {
        [self s_sayHelloB];
        
        NSLog(@"StudentB + swizzle say hello");
    }
    
    

    执行[[Student new] sayHello];方法查看打印结果

    2019-04-01 15:18:28.807291+0800 LoadCategoryDemo[25843:18719577] studet load
    2019-04-01 15:18:28.808022+0800 LoadCategoryDemo[25843:18719577] studectB load
    2019-04-01 15:18:28.808331+0800 LoadCategoryDemo[25843:18719577] studectA load
    2019-04-01 15:18:43.246020+0800 LoadCategoryDemo[25843:18719577] studect sayHello
    2019-04-01 15:18:43.246231+0800 LoadCategoryDemo[25843:18719577] StudentB + swizzle say hello
    2019-04-01 15:18:43.246322+0800 LoadCategoryDemo[25843:18719577] StudentA + swizzle say hello
    

    可以看到load方法的打印顺序和上面的结论一致,类大于分类,分类是按照编译顺序执行

    Student+B load执行后
    从图中可以看到方法指向已经交换。交换方法的本质其实就是交换IMP方法实现。
    Student+A load执行后
    从图中可以看到load方法执行完以后方法执行所对应的方法实现
    category中后编译的类的方法会先执行会先执行student+A中的方法
    [[Student new] sayHello];->s_sayHello IMP方法内部调用[self s_sayHello];
    [self s_sayHello];指向s_sayHelloB IMP s_sayHelloB方法内部调用 [self s_sayHelloB]
    [self s_sayHelloB]指向sayHello IMP

    打印顺序是sayHello IMP@"studect sayHello"->@"StudentB + swizzle say hello"->@"StudentA + swizzle say hello"

    目前只是分析了student两个分类load交换方法时候调用方法的顺序。
    如果父类中有同名的方法,子类中没有实现相应的方法,父类中也有一个分类这个时候情况就非常复杂了,会有很多种可能。
    参考链接:http://yulingtianxia.com/blog/2017/04/17/Objective-C-Method-Swizzling/

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