【iOS重学】一篇文章讲清楚+load和+initialize

写在前面

本文主要从底层源码上来分析一下+load和+initialize方法的调用顺序以及它们之间的区别。

+load

+load方法会在Runtime加载类、分类的时候调用，每个类、分类的+load方法在程序运行过程中只会调用一次。

+load的基本使用

// Person 类
@interface Person : NSObject

@end

@implementation Person

+ (void)load {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@end
  
// Person + Test1 类
@interface Person (Test1)

@end 

@implementation Person (Test1)

+ (void)load {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@end

// Person + Test2 类
@interface Person (Test2)

@end
  
@implementation Person (Test2)

+ (void)load {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@end

// Student 类 继承自Person
@interface Student : Person

@end
  
@implementation Student

+ (void)load {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@end

// Student + Test1 类
@interface Student (Test1)

@end
  
@implementation Student (Test1)

+ (void)load {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@end

// Student + Test2 类
@interface Student (Test2)

@end

@implementation Student (Test2)

+ (void)load {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@end

上面场景，+load方法的打印顺序为：

2022-11-28 09:50:34.392232+0800 CategoryDemo[88835:2251283] +[Person load]
2022-11-28 09:50:34.392867+0800 CategoryDemo[88835:2251283] +[Student load]
2022-11-28 09:50:34.392964+0800 CategoryDemo[88835:2251283] +[Animal load]
2022-11-28 09:50:34.393013+0800 CategoryDemo[88835:2251283] +[Student(Test1) load]
2022-11-28 09:50:34.393056+0800 CategoryDemo[88835:2251283] +[Person(Test1) load]
2022-11-28 09:50:34.393107+0800 CategoryDemo[88835:2251283] +[Student(Test2) load]
2022-11-28 09:50:34.393151+0800 CategoryDemo[88835:2251283] +[Person(Test2) load]

那么，它们之间究竟是什么样的一个加载顺序呢？

+load的底层源码

+load方法的源码查看顺序：

// objc-os文件
1. _objc_init
2. load_images

// objc-runtime-new文件
3. prepare_load_methods
  3.1 schedule_class_load
  3.2 add_category_to_loadable_list
4. call_load_methods
  4.1 call_class_loads - (*load_method)(cls, @selector(load))
  4.2 call_category_loads

在【iOS重学】Category的底层原理中博主提到Runtime入口就是：objc-os文件中的_objc_init方法，我们就从这里入手分析一下底层源码。

1.png

解释：
1、先按照编译顺序将所有的类add_class_to_loadable_list装载到loadable_classes的数组中。
2、再按照编译顺序将所有的分类add_class_to_loadable_list装载到loadable_classes的数组中。

schedule_class_load方法源码如下：

2.png

解释：
在装载类到loadable_classes数组中时，如果存在父类，先将父类装载到loadable_classes中，再将类加载到数组中。

call_load_methods方法源码如下：

3.png

解释：
在调用+load方法时，先调用类的+load方法再调用分类的+load方法。

+load的调用顺序总结

1、先调用类的+load
1.1 按照编译顺序进行调用（先编译 -> 先调用）
1.2 调用子类+load之前会先调用父类的+load

2、再调用分类的+load
2.1 按照编译顺序进行调用（先编译 -> 先调用）

注意：+load只会调用一次，比如Student在Person之前编译，会先调用Person的+load方法，表示Person已经被装载进内存了，所以+load不会被调用多次。

+load的调用方式

4.png

struct loadable_class {
    Class cls;  // may be nil
    IMP method; // 这个method 就是+load的IMP 这个loadable_class就是用来加载类的结构体
};

如上图call_class_loads方法所示，+load方法的调用方式是：直接根据+load方法的函数地址直接去调用。

+initialize

+initialize方法会在类第一次接收到消息的时候调用。

+initialize的基本使用

// Person 类
@interface Person : NSObject

@end

@implementation Person

+ (void)initialize {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@end
  
// Person + Test1 类
@interface Person (Test1)

@end 

@implementation Person (Test1)

+ (void)initialize {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@end

// Person + Test2 类
@interface Person (Test2)

@end
  
@implementation Person (Test2)

+ (void)initialize {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@end

// Student 类 继承自Person
@interface Student : Person

@end
  
@implementation Student

+ (void)initialize {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@end

// Student + Test1 类
@interface Student (Test1)

@end
  
@implementation Student (Test1)

+ (void)initialize {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@end

// Student + Test2 类
@interface Student (Test2)

@end

@implementation Student (Test2)

+ (void)initialize {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@end

上面场景，+initialize方法的打印顺序为：

2022-11-28 18:00:10.526685+0800 CategoryDemo[57742:2613672] +[Person(Test2) initialize]
2022-11-28 18:00:10.527249+0800 CategoryDemo[57742:2613672] +[Student(Test2) initialize]

+initialize的底层源码

+initialize方法源码的查看顺序：

// objc-runtime-new.mm文件
1. class_getInstanceMethod
2. lookUpImpOrForward
3. realizeAndInitializeIfNeeded_locked
4. initializeAndLeaveLocked
5. initializeAndMaybeRelock
6. initializeNonMetaClass
7. callInitialize

initializeNonMetaClass方法源码如下：

5.png
6.png

解释：
从上面的源码我们大概可以看到：在调用callInitialize方法之前会去检查是否存在父类和父类是否被初始化，会先去调用父类的+initialize方法。

+initialize的调用顺序总结

先调用父类的+initialize，再调用子类的+initialize。
注意：
1、先初始化父类再初始化子类，每个类只会被初始化一次，但是可能会被调用多次。
比如下面场景：
1.Student没有实现+initialize方法，调用[Person alloc] [Student alloc]会调用两次Person 的+initialize方法。
打印结果如下：

2022-11-28 18:01:47.579047+0800 CategoryDemo[57804:2615728] +[Person(Test2) initialize]
2022-11-28 18:01:47.579702+0800 CategoryDemo[57804:2615728] +[Person(Test2) initialize]

2.Student实现了+initialize方法，Person调用过了+initialize，那么就不会再调用了。

+initialize调用方式

void callInitialize(Class cls)
{
    ((void(*)(Class, SEL))objc_msgSend)(cls, @selector(initialize));
    asm("");
}

如上图callInitialize方法所示，+initialize方法的调用方式是：obj_msgSend。

+load和+initialize对比

1、调用时机：
+load是在Runtime加载类、分类的时候调用（只会调用一次），在main函数之前。
+initialize是在类第一次接收到消息的时候调用，只会初始化一次（父类的+initialize可能会被调用多次），在main函数之后。

2、调用方式：
+load是根据函数地址直接调用。
+initialize是通过objc_msgSend调用。