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引入
在 OC底层原理15-dyld加载流程 中，我们初步窥探了dyld的加载流程：_dyld_start->dyldbootstrap->dyld::_main，在dyld::_main流程的最后一步寻找主程序入口，我们进入了recursiveInitialization方法，首先调用了context.notifySingle方法进行单个通知注入，调用回调函数load_images，调用doInitialization方法的时候，会从dyld->libSystem->libdispatch->objc中的_objc_init，_objc_init又调用了dyld中实现的_dyld_objc_notify_register注册回调函数，这样就构成了跨库闭环，如下图
recursiveInitialization流程.png
一、_objc_init源码初探
image.png
1.1、environ_init()
读取影响运行时的环境变量
- 进入 objc可编译源码
- 修改
void environ_init(void)方法如下，打印所以设置的环境变量 - 运行打印环境变量
void environ_init(void)
{
for (size_t i = 0; i < sizeof(Settings)/sizeof(Settings[0]); i++) {
const option_t *opt = &Settings[i];
_objc_inform("%s: %s", opt->env, opt->help);
_objc_inform("%s is set", opt->env);
}
}
打印如下：由于太多，只展示部分
objc[11514]: OBJC_PRINT_IMAGES: log image and library names as they are loaded
objc[11514]: OBJC_PRINT_IMAGES is set
objc[11514]: OBJC_PRINT_IMAGE_TIMES: measure duration of image loading steps
objc[11514]: OBJC_PRINT_IMAGE_TIMES is set
...
- 环境变量的设置
Product->Scheme->Edit Scheme
环境变量的设置.png
- 以
OBJC_PRINT_LOAD_METHODS为例设置成YES，打印所有实现了load方法的类
打印结果.png
1.2、environ_init()
关于线程key的绑定
void tls_init(void)
{
#if SUPPORT_DIRECT_THREAD_KEYS
//: -- init方法
pthread_key_init_np(TLS_DIRECT_KEY, &_objc_pthread_destroyspecific);
#else
//: -- 析构
_objc_pthread_key = tls_create(&_objc_pthread_destroyspecific);
#endif
}
1.3、static_init()
初始化objc库里面的构造函数，比dyld的析构c++还早，主动调用
1.4、runtime_init()
运行时初始化
void runtime_init(void)
{
//: -- 分类处理的初始化
objc::unattachedCategories.init(32);
//: -- 初始化class表
objc::allocatedClasses.init();
}
1.5、exception_init()
初始化libobjc的异常处理系统
- crash不是崩溃，是违反系统的规定，系统给出的信号
- 系统会调用一个默认回调函数，中断你的进程，即崩溃
- 我们可以指定一个回调函数，拦截中断，就可以拦截崩溃
1.6、cache_init()
缓存条件初始化
1.7、_imp_implementationWithBlock_init()
通常这不会做什么，因为所有的初始化都是惰性的，但是对于某些进程，我们会迫不及待地加载trampolines dylib
1.8、_dyld_objc_notify_register(&map_images, load_images, unmap_image)
注册回调函数
二、dyld和objc关联
- 我们发现
objc的源码中，并没有实现_dyld_objc_notify_register函数，但是在dyld的源码中，我们找到了_dyld_objc_notify_register的实现，这里是跨库调用
void _dyld_objc_notify_register(_dyld_objc_notify_mapped mapped,
_dyld_objc_notify_init init,
_dyld_objc_notify_unmapped unmapped)
{
dyld::registerObjCNotifiers(mapped, init, unmapped);
}
map_images：映射镜像文件，管理文件中和动态库中所有的符号
load_images：加载镜像文件
unmap_image：移除镜像文件
注意：map_images前面有&，属于引用类型，外界条件变，它就会跟着变，要传递值
注意：load_images属于值类型，不传递值
- 调用
registerObjCNotifiers
void registerObjCNotifiers(_dyld_objc_notify_mapped mapped, _dyld_objc_notify_init init, _dyld_objc_notify_unmapped unmapped)
{
// record functions to call
sNotifyObjCMapped = mapped;
sNotifyObjCInit = init;
sNotifyObjCUnmapped = unmapped;
// call 'mapped' function with all images mapped so far
try {
notifyBatchPartial(dyld_image_state_bound, true, NULL, false, true);
}
catch (const char* msg) {
// ignore request to abort during registration
}
// <rdar://problem/32209809> call 'init' function on all images already init'ed (below libSystem)
for (std::vector<ImageLoader*>::iterator it=sAllImages.begin(); it != sAllImages.end(); it++) {
ImageLoader* image = *it;
if ( (image->getState() == dyld_image_state_initialized) && image->notifyObjC() ) {
dyld3::ScopedTimer timer(DBG_DYLD_TIMING_OBJC_INIT, (uint64_t)image->machHeader(), 0, 0);
(*sNotifyObjCInit)(image->getRealPath(), image->machHeader());
}
}
}
objc把回调函数map_images、load_images、unmap_image分别传给了dyld的sNotifyObjCMapped、sNotifyObjCInit、sNotifyObjCUnmapped
- 现在研究
sNotifyObjCMapped，sNotifyObjCInit，sNotifyObjCUnmapped是何时被调用的 - 全局搜索
sNotifyObjCMapped，发现在notifyBatchPartial方法中调用了sNotifyObjCMapped
static void notifyBatchPartial(dyld_image_states state, bool orLater, dyld_image_state_change_handler onlyHandler, bool preflightOnly, bool onlyObjCMappedNotification)
{
...
//: -- sNotifyObjCMapped 调用
(*sNotifyObjCMapped)(objcImageCount, paths, mhs);
...
}
在上面的registerObjCNotifiers方法中就对notifyBatchPartial进行了调用，即objc中调用_dyld_objc_notify_register进入dyld后，就会回调map_images，进行镜像文件的映射
- 全局搜索
sNotifyObjCInit，发现在notifySingle方法中调用了sNotifyObjCInit
static void notifySingle(dyld_image_states state, const ImageLoader* image, ImageLoader::InitializerTimingList* timingInfo)
{
...
if ( (state == dyld_image_state_dependents_initialized) && (sNotifyObjCInit != NULL) && image->notifyObjC() ) {
uint64_t t0 = mach_absolute_time();
dyld3::ScopedTimer timer(DBG_DYLD_TIMING_OBJC_INIT, (uint64_t)image->machHeader(), 0, 0);
//: -- sNotifyObjCInit 调用
(*sNotifyObjCInit)(image->getRealPath(), image->machHeader());
uint64_t t1 = mach_absolute_time();
uint64_t t2 = mach_absolute_time();
uint64_t timeInObjC = t1-t0;
uint64_t emptyTime = (t2-t1)*100;
if ( (timeInObjC > emptyTime) && (timingInfo != NULL) ) {
timingInfo->addTime(image->getShortName(), timeInObjC);
}
}
...
}
当dyld_image_states == dyld_image_state_dependents_initialized时，会开始调用sNotifyObjCInit
- 在文章开头的引入中，我们分析了
recursiveInitialization方法，里面调用了``
void ImageLoader::recursiveInitialization(const LinkContext& context, mach_port_t this_thread, const char* pathToInitialize,
InitializerTimingList& timingInfo, UninitedUpwards& uninitUps)
{
...
// let objc know we are about to initialize this image
uint64_t t1 = mach_absolute_time();
fState = dyld_image_state_dependents_initialized;
oldState = fState;
//: -- 调用notifySingle，并且`dyld_image_states` == `dyld_image_state_dependents_initialized `
context.notifySingle(dyld_image_state_dependents_initialized, this, &timingInfo);
// initialize this image
bool hasInitializers = this->doInitialization(context);
// let anyone know we finished initializing this image
fState = dyld_image_state_initialized;
oldState = fState;
context.notifySingle(dyld_image_state_initialized, this, NULL);
...
}
- 全局搜索
sNotifyObjCUnmapped，发现在removeImage方法中调用了sNotifyObjCUnmapped
void removeImage(ImageLoader* image)
{
...
(*sNotifyObjCUnmapped)(image->getRealPath(), image->machHeader());
...
}
dyld的加载流程从_dyld_start -> dyldbootstrap -> dyld::_main，在dyld::_main流程的最后一步寻找主程序入口，进入了recursiveInitialization方法，首先调用了context.notifySingle方法进行单个通知注入，调用回调函数load_images，调用doInitialization方法的时候，会从dyld -> libSystem -> libdispatch -> objc中的_objc_init，_objc_init又调用了dyld中实现的_dyld_objc_notify_register注册回调函数，调用dyld中的_dyld_objc_notify_register的时候，又调用了回调函数map_images，这样就构成了跨库闭环，就把objc和dyld进行了关联。
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