07 iOS底层原理 - +initialize方法探究

废话不多说,老规矩,先来个面试题:

一,load、initialize方法的区别什么?它们在category中的调用的顺序?以及出现继承时他们之间的调用过程

带着问题我们对initialize一探究竟吧!

首先明确一点:
+initialize调用时机,是在类第一次接到消息时调用,并且只调用一次。

一,+initialize调用时机

1,创建一个Person类
// 声明
@interface Person : NSObject
@end

// 实现
@implementation Person
+ (void)initialize {
    NSLog(@"Person +initialize");
}
@end

运行代码:

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 
    [Person alloc];
    [Person alloc];
    [Person alloc];
}

打印结果:

Person +initialize

虽然alloc了三次,但是打印结果只有一次,这是为啥呢???
先不用管这个疑惑哈,接着看下存在分类的情况下,+initialize的调用情况...

2. 创建Person的分类Test1和Test2
// 实现分类Test1
@implementation Person (Test1)
+ (void)initialize {
    NSLog(@"Person(Test1) +initialize");
}
@end

// 实现Test2
@implementation Person (Test2)
+ (void)initialize {
    NSLog(@"Person(Test2) +initialize");
}
@end
1>按照Person->Person+Test1->Person+Test2编译顺序
image.png

运行代码:

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 
    [Person alloc];
}

打印结果:

Person(Test2) +initialize

从打印过看出,只打印了分类Test2实现的+initialize方法。

1>按照Person->Person+Test1->Person+Test2编译顺序
image.png

运行代码:

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 
    [Person alloc];
}

打印结果:

Person(Test1) +initialize

从打印过看出,只打印了分类Test1实现的+initialize方法。

3. 分析两次不同编译结果

其实,如果看过我前面博客06 iOS底层原理 - +load方法本质探究
05 iOS底层原理 - Category本质探究的小伙伴呢,就能初步分析这两次的打印结果了。

结果分析:

  • 通过调用alloc来触发+initialize方法,那么就可以判定是通过objc_msgSend发送消息调用+initialize的;
  • 添加分类Test1和Test2后,改变不同的编译顺序,始终只打印分类中的一个+initialize方法。那就说明,在runtime运行时,+initialize会合并到元类中去(在05 iOS底层原理 - Category本质探究有讲到);
  • 基于上面一点,是通过isa找到的+initialize方法的(在02 iOS底层原理 - isa和superclass指针探究有讲到)。

所以,存在分类的情况下,+instialize方法的调用只会调用后编译分类的方法,不会再查找后边的方法了。

二,子类调用+initialize

1. 创建一个子类Student
//  实现
@implementation Student
+ (void)initialize {
    NSLog(@"Student +initialize");
}
@end

运行代码:

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 
    [Student alloc];
}

打印结果:

Person(Test1) +initialize
Student +initialize

发现子类要调用+initialize的话,首先要调用父类的+initialize(不管是哪个编译顺序)。

2. 给子类扩展两个分类Test1和Test2
// 实现
@implementation Student (Test1)
+ (void)initialize {
    NSLog(@"Student (Test1) +initialize");
}
@end

// 实现
@implementation Student (Test2)
+ (void)initialize {
    NSLog(@"Student (Test2) +initialize");
}
@end

运行程序:

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 
    [Student alloc];
}

打印结果:

Person(Test1) +initialize
Student (Test2) +initialize

结果分析:

  • 从第一大点的结果分析就知道了,+initialize方法最后是合并到元类方法列表中去的,所以分类Test1和Test2中的方法调用顺序是和编译顺序有关,后编译先调用;
  • 子类调用+initialize的话,会先调用父类的+initialize,父类有分类,就会调用分类的。
3. 子类Student不实现+initialize方法

如果子类Student不实现+initialize方法,会出现什么情况呢?
看打印结果:

Person(Test2) +initialize
Person(Test2) +initialize

前面不是说,+initialize只调用一次吗?这咋还调用了两次父类的+initialize呢??
带着疑惑,我们开始分析一下runtime的源码:

三,runtime源码分析

objc4源码下载

1. 源码查找流程
image.png
2. +initialize调用核心代码分析
image.png

上面这个示意图,可以用伪代码简单表示下:

image.png

简单概括一下:

  • 在调用+initialize时,会先判断这个类有没有initialized过;
  • 判断这个类有没有父类,有父类就去调用父类的+initialize.
    所以,子类没有实现+initialize方法时,根据子类的数量就会多调几次父类的+initialize方法。

四,+initialize加载本质结论

  1. 调用时机:
    +initialize方法会在类第一次接收到消息时调用,只调用一次
  1. 调用方式
    +initialize是通过objc_msgSend机制调用的
  1. 调用顺序
    a> 先调用父类的+initialize,再调用子类的+initialize
    (先初始化父类,再初始化子类,每个类只初始化一次)
    b> 存在分类且分类有实现+initialize的话,就会先调用后编译的分类的方法,后面的方法实现都会被覆盖,
    如果分类没有实现+initialize的话,就会找到父类调用方法实现。

五,回答下文章开头的面试题

一,load、initialize方法的区别什么?它们在category中的调用的顺序?以及出现继承时他们之间的调用过程
答:1. 调用时机
1> load是runtime在加载类和分类的时候调用(只会调用一次)
2> initialize是类第一次收到消息的时候调用,每个类只会initialize一次(父类的initialize方法可能会被调用多次)

  1. 调用方式
    load是遍历方法列表中的方法,通过方法地址直接调用;initialize是通过objc_msgSend方式调用
  2. 调用顺序
    1> load方法调用顺序:
    先调用类的load方法,先编译先调用,子类调用load的话,先调用父类的;
    再调用分类的load方法,先编译先调用。
    2> initialize方法调用顺序:
    先初始化父类,再初始化子类(可能最终调用的父类的initialize方法)。
    如果存在Category,且分类中有实现initialize的话,会调用分类的initialize,本身类和先编译的分类都不会被调用;
    如果分类中没被实现,那还会调用父类中的(这就是objc_msgSend消息机制)
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