iOS +initialize()源码分析

+initialize方法

+initialize方法会在类第一次接收到objc_msgSend消息时调用

1. 通过递归遍历类的继承关系，先调用父类的+initialize，再调用子类的+initialize。
2. 每个类只会通过+initialize方法初始化一次。调用前判断flags& RW_INITIALIZE，调用后置位flags标示，防止重复重复调用。

+initialize方法通过消息发送机制调用

1. 当类别实现+initialize方法时优先调用类别+initialize方法。
2. 子类方法列表中没有+initialize时会调用父类+initialize方法。
3. 子类不实现initialize方法时，父类的+initialize方法会被多次调用。但是此时的调用是实现的子类初始化，而非父类多次初始化。

源码流程

1. objc-msg-arm64.s -> ENTRY _objc_msgSend //消息发送入口
2. CacheLookup //在类的方法缓存列表中查找
3. CheckMiss //第一次调用时缓存列表未找到
4. ENTRY __objc_msgSend_uncached //未找到缓存
5. MethodTableLookup //去类的方法列表中查找
6. objc-runtime-new.mm -> _class_lookupMethodAndLoadCache3 //调用C方法
7. lookUpImpOrForward(cls, sel, obj,YES/initialize/, NO/cache/, YES/resolver/); //initialize=YES
8. void _class_initialize(Class cls) //递归调用初始化
9. void callInitialize(Class cls) //objc_msgSend(cls, SEL_initialize)

源码分析

• _class_lookupMethodAndLoadCache3 消息发送机制入口函数，initialize=YES

IMP _class_lookupMethodAndLoadCache3(id obj, SEL sel, Class cls)
{
    return lookUpImpOrForward(cls, sel, obj,YES/*initialize*/, NO/*cache*/, YES/*resolver*/);
}

• lookUpImpOrForward 方法寻找和转发

//消息转发时设置initialize==YES
IMP lookUpImpOrForward(Class cls, SEL sel, id inst, 
                       bool initialize, bool cache, bool resolver)
{
    ...
    //该类没有调用过+initialize方法时，调用_class_initialize
    if (initialize  &&  !cls->isInitialized()) {
        runtimeLock.unlock();
        //当cls为元类时获取与元类对应的类
        _class_initialize (_class_getNonMetaClass(cls, inst));
        runtimeLock.lock();
    }
    ...
}

• _class_initialize 递归遍历cls父类

void _class_initialize(Class cls)
{
...
    supercls = cls->superclass;
    //如果cls有父类，且父类没有+initialize过。递归调用
    if (supercls  &&  !supercls->isInitialized()) {
        //递归调用
        _class_initialize(supercls);
    }
...
@try
    {
        callInitialize(cls);
    }
    @catch (...) {
        ...
    }
    @finally
    {
        // 设置该类flag标示该类已经调用+initialize初始化过
        lockAndFinishInitializing(cls, supercls);
    }
...
}

• callInitialize(Class cls) 通过消息机制调用initialize方法。
  消息发送机制：遍历类的继承关系，依次从子类到父类的方法缓存列表和方法列表中寻找方法，未找到时进行动态方法解析，未能解析是走消息转发机制）

void callInitialize(Class cls)
{
  ((void(*)(Class,SEL))objc_msgSend)(cls, SEL_initialize);
}