iOS启动流程

关于mach-o

mach-O文件为Mach Object文件格式的缩写，它是一种用于可执行文件，目标代码，动态库，内核转储的文件格式。
常见的有以下形式:

• Executable 可执行文件
• Dylib动态库和Framework动态库，对应头文件和资源文件集合

Apple可执行文件格式几乎都是mach-o;

关于更多mach-o ,可参考Mac OS X ABI Mach-O File Format Reference

关于mach-o数据结构，可参考Mac本地路径下的/usr/include/mach-o源码。

为了直观看出mach-o相关信息，可以使用三方工具MachOView

MachOView下载

编译好的工程很老了，建议下载源码自己运行使用。

MachOView源码地址

关于安装源码启动报错,可参看别人已经写好的说明，我这边就不多说了。

mach-o文件分析工具 MachOview探究

这里我用MachOView工具打开了我本地的一个动态库。如图:

mach-o.jpg

关于 dyld

dyld（the dynamic link editor）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。它代码是开源的。源码地址。
在App启动时它就负责加载mach-o文件。
关于 dyld详细解析说明，可参考dyld详解

App 具体启动流程

App启动一般分两种冷启动和热启动:

• 冷启动是指， App 点击启动前，它的进程不在系统里，需要系统新创建一个进程分配给它启动的情况。这是一次完整的启动过程。

• 热启动是指 ，App 在冷启动后用户将 App 退后台，在App 的进程还在系统缓存的情况下，用户重新启动进入 App。

这里我们说的主要是冷启动。

App启动主要包括三个阶段:

1: main()函数执行前

这里就主要是dyld加载mach-o文件了

加载步骤主要分以下几步:

• 设置运行环境

主要设置运行参数，环境变量之类的。可以再xcode的 Product->Scheme -> EditScheme,配置环境变量DYLD_PRINT_OPTS和DYLD_PRINT_ENV,通过xcode打印dyld加载各种运行参数和环境变量。

• 加载共享缓存

  如果共享缓存已加载就不在额外处理。

• 加载可执行文件

  主程序的Mach-O加载进内存，并实例化一个ImageLoader。
  ImageLoader是抽象类，其子类负责把Mach-O文件实例化。

• 加载动态库

  会先从共享缓存中搜索

• 链接主程序，进行 rebase 指针调整

  将实例化后的主程序进行动态修正，让二进制变为可正常执行的状态。
  Rebase 修正内部(指向当前mach-o文件)的指针指向.

• Bind 修正外部指针指向
  包括链接插入的动态库，执行弱符号绑定。

• 运行时Runtime 初始化

  相关类注册，分类注册，方法唯一性检查.
  我们可以通过先加符号断点 断在_objc_init，就可清晰看到dyld执行到runtime初始化
  之前的调用了。
  

  
  
  我们可以看到：
  栈底的dyldbootstrap::start()方法，继而调用了dyld::_main()方法，再到ImageLoader,再到objc_init。

• 其他必要的初始化

  • +load方法，
  • C/C++静态初始化对象和标记为attribute(constructor)的方法

2:main()函数执行后

从main()函数执行开始，到appDelegate 的 didFinishLaunchion里首屏渲染相关方法执行完成。

3:首屏渲染完成之后

其他业务模块相关代码初始化，文件处理，业务监听等等。

App启动时间优化

在Xcode中，可以通过设置环境变量来查看App的启动时间，DYLD_PRINT_STATISTICS和DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS。

通过了解App启动流程，我们可以做以下优化

main()函数执行前:

• 减少动态库数量,可以合并动态库

• 减少无用的方法和类，合并分类

• 减少 在load方法,试着用Initialize替代

• 减少atribute((constructor))的使用，控制全局变量数量

main()函数之后:

对业务进行模块化处理,非首屏渲染业务应当尽量放到首屏渲染之后处理。

参考:

iOS 程序 main 函数之前发生了什么

App启动流程

iOS程序启动->dyld加载->runtime初始化(初识)

dyld详解

戴铭大神的 App 启动速度怎么做优化与监控