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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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