OC文件在编译后,类相关的数据结构会保留在目标文件中,在运行时得到解析和使用。在应用程序运行起来的时候,类的信息会有加载和初始化过程,这个过程就涉及到了类的两个类方法:load
和initialize
。下面我们就来介绍一下这2个方法的区别。(首先要说明一下,这2个方法是系统调用的,开发者一般不会主动去调用者两个方法,这么做也没有什么意义,所以后面的讲解都是针对系统调用,不考虑主动调用的情况)。
1. load方法
1.1 调用时机
当我们启动程序时,参与了编译的类、分类都会被加载进内存,load
方法就是在这个类被加载的时候调用的(前提是这个类有实现load
方法),这个过程与这个类是否被使用是无关的,也就是说如果有一个类(MyClass)即使在整个程序中都没有用到,甚至没有任何一个文件去引入MyClass的头文件,MyClass的的load
的方法一样会被调用。等所有的类、分类都加载进内存后才会调用程序的main
函数,所以所有类的load
方法都是在main
函数之前被调用的。而且每个类、分类的load
方法只会被调用一次。
1.2 调用顺序
一个程序中如果所有的类、分类都实现了load
方法,那么所有的load
方法都会被调用。它们的执行顺序遵循以下规则:
- 先执行所有类的
load
方法,再执行所有分类的load
方法。 - 执行类的
load
方法时,是按照参与编译的顺序,先编译的类先执行,但是如果某个类是继承自另一个类,那么会先执行父类的load
方法个再执行自己的load
方法。 - 执行分类的
load
方法时,是按照分类参与编译的顺序,先编译的分类先执行。
关于编译顺序,我们可以在项目的Build Phases
--> Compile Sources
查看,最上面的就最先编译,我们可以拖动文件来调整编译顺序。下面举个例子来看下load
方法的执行顺序。首先说明一下几个类的关系:Person
类有aaa
和bbb
两个分类,men
类继承自Person
类,men
也有2个分类ccc
和ddd
,Book
类和前面这些类没有任何关系。
解释:
- 编译顺序从上到下,上面先编译,下面后编译。由于先执行类的
load
再执行分类的load
,最先参与编译的类是men
,而men
继承自Person
,所以最先执行Person
的load
(虽然Person
是后参与编译的,但是它是父类,所以会先执行),然后再执行men
的load
。接着参与编译的是Book
类,所以紧接着就是执行Book
的load
。再接着参与编译的类就是Person
,由于它的load
方法已经执行过了,此时就不会执行了。 - 所有的类的
load
方法都执行完后开始执行分类的load
,分类参与编译的顺序是men+ccc
-->Person+aaa
-->men+ddd
-->Person+bbb
,所以分类的load
方法个也是按照这个顺序执行。
1.3 执行方式
我们知道,当分类中存在和本类中同名的方法时,调用这个方法最终执行的是分类中的方法。那上面就很奇怪了,Person
和Person的分类
中都有load
方法,按理说调用load
方法时最终只会调用其中一个分类的load
方法,可结果Person
本类和它的2个分类都调用了load
方法。这是因为load
方法和普通方法调用的方式不一样。普通方法调用是通过消息发送机制实现的,会先去类或元类的方法列表中查找,如果找到了方法就执行,如果没有找到就去父类的方法列表里面找,只要找到就会终止查找,所以只会执行一次。而load
方法调用时,每个类都是根据load
方法的地址直接调用,而不会走objc_msgSend
函数的方法查找流程,也就是说一个类有实现load
方法就执行,没有就不执行(没有的话也不会去父类里面查找)。想要了解更加详细的底层实现流程,可以去看objc4源码,https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/这里提供一下相关函数调用流程以便进行源码阅读: 首先从objc-os.mm
文件的_objc_init
函数开始-->load_images
-->prepare_load_methods
-->schedule_class_load
-->add_class_to_loadable_list
-->add_category_to_loadable_list
-->call_load_methods
-->call_class_loads
-->call_category_loads
-->(*load_method)(cls, SEL_load)
。
1.4 实现load方法时要注意什么
我们通常在load
方法中进行方法交换(Method Swizzle),除此之外,除非真的有必要,我们尽量不要在load
方法中写代码,尤其不要在load
方法中使用其它的类,因为这个时候其它的类可能还没有被加载进内存,随意使用可能会出问题。如果确实要在load
方法写一些代码,那也要尽量精简代码,不要做一些耗时或者等待锁的操作,因为整个程序在执行load
方法时都会阻塞,从而导致程序启动时间过长甚至无法启动。
2. initialize方法
2.1 调用时机
initialize
方法是在类或它的子类收到第一条消息时被调用的,这里的消息就是指实例方法或类方法的调用,所以所有类的initialize
调用是在执行main
函数之后调用的。而且一个类只会调用一次initialize
方法。如果一个类在程序运行过程中一直没有被使用过,那这个类的initialize
方法也就不会被调用,这一点和load
方法是不一样的。
2.2 调用方式
initialize
方法的调用和普通方法调用一样,也是走的objc_msgSend
流程。所以如果一个类和它的分类都实现了initialize
方法,那最终调用的会是分类中的方法。如果子类和父类都实现了initialize
方法,那么会先调用父类的方法,然后调用子类的方法个(这里注意子类中不需要写[super initialize]
来调用父类的方法,通过查看源码得知它是在底层实现过程中主动调用的父类的initialize
方法)。下面看一个例子:父类Person
实现了initialize
,PersonSub1
和PersonSub2
这两个子类也实现了initialize
,PersonSub3
和PersonSub4
这两个子类没有实现了initialize
,按照下面的顺序实例化对象:
PersonSub1 *ps1 = [[PersonSub1 alloc] init];
Person *person = [[Person alloc] init];
PersonSub2 *ps2 = [[PersonSub2 alloc] init];
PersonSub3 *ps3 = [[PersonSub3 alloc] init];
PersonSub4 *ps4 = [[PersonSub4 alloc] init];
// ***************打印结果***************
2020-01-06 15:52:38.429218+0800 CommandLine[68706:7207027] +[Person initialize]
2020-01-06 15:52:38.429250+0800 CommandLine[68706:7207027] +[PersonSub1 initialize]
2020-01-06 15:52:38.429287+0800 CommandLine[68706:7207027] +[PersonSub2 initialize]
2020-01-06 15:52:38.429347+0800 CommandLine[68706:7207027] +[Person initialize]
2020-01-06 15:52:38.429380+0800 CommandLine[68706:7207027] +[Person initialize]
看到这个运行结果,有人就有疑问了:不是说一个类只会调用一次initialize
方法吗,为什么这里Person
的initialize
方法被调用了3次?这里就需要讲解一下底层源码的执行流程了,每个类都有一个标记记录这个类是否调用过initialize
,我这里就用一个BOOL类型的isInitialized
来表示,然后用selfClass
来表示自己的类,用superClass
来表示父类,下面我用伪代码来描述一下底层源码执行流程:
// 如果自己没有调用过initialize就执行里面的代码
if(!selfClass.isInitialized){
if(!superClass.isInitialized){
// 如果父类没有执行过initialize就给父类发消息(一旦成功执行initialize就将父类的isInitialized置为YES)
objc_msgSend(superClass,@selector(initialize));
}
// 再给自己的类发消息(一旦成功执行initialize就将自己类的isInitialized置为YES)
objc_msgSend(selfClass,@selector(initialize));
}
接下来我来按照这个流程来解释一下上面运行的结果:
- 首先
PersonSub1
被使用,而此时PersonSub1
的isInitialized
为NO,而且父类Person
的isInitialized
也为NO,所以先给父类发消息执行initialize
,执行完后Person
的isInitialized
变为YES。然后PersonSub1
执行自己的initialize
,执行完后PersonSub1
的isInitialized
变为YES。所以这一步先打印+[Person initialize]
,然后打印+[PersonSub1 initialize]
。 - 然后是
Person
实例化,此时Person
的isInitialized
为YES,所以不会再调用initialize
。所以这一步什么都没打印。 - 接着是
PersonSub2
实例化,此时PersonSub2
的isInitialized
为NO,父类Person
的isInitialized
为YES,所以只有PersonSub2
会执行initialize
,执行完后PersonSub2
的isInitialized
变为YES。所以这一步打印的是+[PersonSub2 initialize]
。 - 再接着是
PersonSub3
实例化,此时PersonSub3
的isInitialized
为NO,父类Person
的isInitialized
为YES,所以只有PersonSub3
会执行initialize
,但是由于PersonSub3
没有实现initialize
,它就会去父类找这个方法的实现,找到后就执行父类Person
的initialize
(注意这里是PersonSub3
执行的Person
中的initialize
,而不是Person
执行的),执行完后PersonSub3
的isInitialized
变为YES。所以这一步打印的是+[Person initialize]
。(注意这里打印的是方法信息,表示执行的是Person
中的initialize
,而不是说是Person
调用的initialize
)。 - 最后是
PersonSub4
实例化,这一步过程和上面一步是一样的,执行完后PersonSub4
的isInitialized
变为YES。这一步打印的是+[Person initialize]
。
所以最后的结果就是Person
、PersonSub1
、PersonSub2
、PersonSub3
、PersonSub4
这5个类都执行了一次initialize
,虽然从运行结果来看Person
的initialize
执行了3次,其实后面2次是PersonSub3
和PersonSub4
调用的。
2.3 使用注意事项
虽然使用initialize
要比使用load
安全(因为在调用initialize
时所有类已经被加载进内存了),但我们还是要尽量少用initialize
这个方法个,尤其要谨慎在分类中实现initialize
方法,因为如果在分类中实现了,本类实现的initialize
方法将不会被调用。实际开发中initialize
方法一般用于初始化全局变量或静态变量。