iOS load和initialize方法详解

iOS开发中总能看到+load和+initialize的身影,网上对于这两个方法有很多解释,但有些细节不够清楚,不够详细。今天我们来详细扒一扒这两个方法.
下面针对对load方法的使用过程的变现提出一些问题。
问题

1.load方法什么时候调用?
2.load方法调用原理?(是消息机制还有另有别的机制)
3.load方法调用顺序?
4.load方法调用次数?

新建代码 新建Person类,Person+Test1类 ,Person+Test2 类

Person类代码如下:

.h
+ (void)test;

.m
+ (void)load
{
    NSLog(@"Person +load");
}

+ (void)test
{
    NSLog(@"Person +test");
}

Person+Test1类代码如下:

.m
+ (void)load
{
    NSLog(@"Person (Test1) +load");
}

+ (void)test
{
    NSLog(@"Person (Test1) +test");
}

Person+Test2类代码如下:

+ (void)load
{
    NSLog(@"Person (Test2) +load");
}

+ (void)test
{
    NSLog(@"Person (Test2) +test");
}
直接运行代码
//输出
Person +load
Person (Test1) +load
Person (Test2) +load
上述代码并没有调用Person这个类但是load方法还是执行了说明+load方法会在runtime加载类、分类时调用,通过iOS Category的本质(一) 这篇文章,我们已经知道,当分类中和本类中存有相同的方法时,优先调用分类中的方法,不调用本类中的方法,但是通过打印我们发现在本Demo中,本类和两个类别中的load方法都调用了,那么load方法的调用机制是什么呢?首先可以肯定的是不是消息机制,因为如果是消息机制就只会调用分类中的load方法,本类中的是不会调用的。
查看源码 源码下载地址
来到 _objc_init 找到 load_images 方法

_objc_init.png

找到 load_images 方法的实现

load_images.png

来到 prepare_load_methods 方法

prepare_load_methods.png

在prepare_load_methods方法中,分为两个步骤:

1.获取了所有类后,遍历列表,将其中有+load方法的类加入loadable_class;
2.获取所有的类别,遍历列表,将其中有+load方法的类加入loadable_categories.

来到 call_load_methods 方法

call_load_methods.png

call_load_methods方法中,

1.调用类的load方法,在call_class_loads方法中通过在第一步读取prepare_load_methods步骤里的loadable_classes,遍历列表并调用+load方法。
2.调用类别的+load方法。
3.处理异常。
来到 call_class_loads 方法
call_class_loads.png

  (*load_method)(cls, SEL_load);

这段代码也就是说+load方法的调用是通过直接使用函数内存地址的方式实现的,而不是更常见的objc_msgSend来发送消息.

也正是这句代码造就了+load方法的最大特点:类,父类与分类之间+load方法的调用是互不影响的.也就是,子类不会主动调用父类的+load方法,如果类与分类都实现了+load',那么两个+load方法都会被调用.`

来到 call_category_loads 方法

call_category_loads.png

通过上述对源码的解析 我们发现+(load)方法是根据方法地址直接调用,并不是讲过objc_msgSend函数调用,并且当调用 load 方法时是先调用本类中的load方法,再调用分类中的load方法。每个类的load方法只走一次
问题1 :当存在继承关系时是先调用子类的load方法还是父类的load方法,
新创建Student类继承自Person
.m
+ (void)load
{
    NSLog(@"Student +load");
}

输出

Person +load
Student +load
Person (Test1) +load
Person (Test2) +load
可以看出当存在继承关系时默认首先调用父类中load方法,再调用子类中的load方法从源码中也可以看出这个处理。
来到数据处理方法中,方法查找顺序如下: _objc_init load_images, prepare_load_methods, schedule_class_load

schedule_class_load .png

在该方法中会首先通过schedule_class_load(cls->superclass)确保父类中的 +load方法被加入loadable_class(如果父类有+load方法的话),从而保证父类的+load方法总是在子类之前调用。
也因此,在覆写+load方法时,不需要调用super方法。
问题2 :当存在两个没有继承关系类时load方法的调用顺序是怎样的呢?
新建Tree类继承NSObject,代码实现如下:
+ (void)load{
    NSLog(@"树生长的声音 load调用");
}
来到工程中找到Build Settings 中,将Tree类的编译顺序挪动到第一个位置

Build Settings.png

输出
树生长的声音 load调用
Person +load
Student +load
Person (Test1) +load
Person (Test2) +load
load方法按照编译先后顺序调用(先编译,先调用)
通过改变分类的编译顺序发现分类中的load方法也是按照编译先后顺序调用(先编译,先调用)的原则。
通过上述代码验证和对源码的分析,得到如下总结:

+load方法会在runtime加载类、分类时调用每个类、分类的+load,在程序运行过程中只调用一次
+(load)方法是根据方法地址直接调用,并不是讲过objc_msgSend函数调用
+load方法是在main函数之前调用的

调用顺序

先调用类的+load
按照编译先后顺序调用(先编译,先调用)
调用子类的+load之前会先调用父类的+load
再调用分类的+load
按照编译先后顺序调用(先编译,先调用)

+initialize方法详解

首先也是提出几个问题:
问题
  1. initialize方法什么时候调用?
  2. initialize方法调用原理?(是消息机制还有另有别的机制)
  3. initialize方法调用顺序?
  4. initialize方法调用次数?
创建Animal类,代码如下
#import "Animal.h"

@implementation Animal

+ (void)initialize{
    NSLog(@"Animal +initialize");

}
@end
直接运行程序,发现并没有调用initialize方法
来到main函数中,实现代码
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Animal *anim = [[Animal alloc]init];
    }
    return 0;
}
//输出
Animal +initialize
结论:+initialize方法会在类第一次接收到消息时调用
问题:当存在继承关系时+initialize怎么调用
新建Cat类继承于Animal,代码实现如下:
#import "Cat.h"

@implementation Cat

+ (void)initialize{
    NSLog(@"Cat +initialize");

}
@end
main函数修改代码如下:
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Cat *cat = [[Cat alloc]init];
    }
    return 0;
}

运行程序输出如下:
Animal +initialize
Cat +initialize
结论:先调用父类的+initialize方法,再调用父类的+initialize方法,
问题:+initialize方法调用机制?
新建 Animal的类别 Animal+Text01和 Animal+Text02
代码实现如下
// Animal+Text01
#import "Animal+Text01.h"
#import <AppKit/AppKit.h>

@implementation Animal (Text01)
+ (void)initialize{
    NSLog(@"Animal+Text01 +initialize");
}

@end

// Animal+Text02
#import "Animal+Text02.h"
#import <AppKit/AppKit.h>

@implementation Animal (Text02)
+ (void)initialize{
    NSLog(@"Animal+Text02 +initialize");
}

@end

输出:
Animal+Text01 +initialize
结论:典型的 objc_msgSend函数调用方式
通过上述代码验证,得到如下总结:

+initialize方法会在类第一次接收到消息时调用
+initialize 消息发送机制(objc_msgSend)

调用顺序

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,每个类只会初始化1次)

对比+load 和 initialize 区别:
+initialize和+load的很大区别是,+initialize是通过objc_msgSend进行调用的,所以有以下特点:
如果子类没有实现+initialize,会调用父类的+initialize(所以父类的+initialize可能会被调用多次)
如果分类实现了+initialize,就覆盖类本身的+initialize调用
以上就是关于+load 和 + initialize 的总结,如有问题欢迎指正~

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