429,OC中load和initialize的区别(面试点:load是根据函数地址直接调用 initialize是通过objc_msgSend调用 load是main函数之前调用,在编译的时候调...

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:loadinitialize。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)。

loadinitialize的区别

两者都会自动调用父类的,不需要super操作,且仅会调用一次(不包括外部显示调用).

  • loadinitialize方法都会在实例化对象之前调用,以main函数为分水岭,前者在main函数之前调用,后者在之后调用。这两个方法会被自动调用,不能手动调用它们。
  • loadinitialize方法都不用显示的调用父类的方法而是自动调用,即使子类没有initialize方法也会调用父类的方法,而load方法则不会调用父类。
  • load方法通常用来进行Method Swizzleinitialize方法一般用于初始化全局变量或静态变量。
  • loadinitialize方法内部使用了锁,因此它们是线程安全的。实现时要尽可能保持简单,避免阻塞线程,不要再使用锁。

类方法loadinitialize的区别

1、+load方法当类或分类添加到object-c runtime时被调用,子类的+load方法会在它所有父类的+load方法之后执行,而分类的+load方法会在它的主类的+load方法之后执行。但不同的类之间的+load方法的调用顺序是不确定的,所以不要在此方法中用另一个类。

2、+load方法不像普通方法一样,它不遵循那套继承规则。如果某个类本身没有实现+load方法,那么不管其它各级超类是否实现此方法,系统都不会调用。+load方法调用顺序是:SuperClass -->SubClass --> CategaryClass

3、+initialize是在类或者它的子类接受第一条消息前被调用,但是在它的超类接收到initialize之后。也就是说+initialize是以懒加载的方式被调用的,如果程序一直没有给某个类或它的子类发送消息,那么这个类的+initialize方法是不会被调用的。

4、+initialize方法和+load方法还有个区别,就是运行期系统完整度上来讲,此时可以安全使用并调用任意类中的任意方法。而且,运行期系统也能确保+initialize方法一定会在“线程安全的环境”中执行,这就是说,只有执行+initialize的那个线程可以操作类或类实例,其他线程都要阻塞等着+initialize执行完。

5、+initialize方法和其他类一样,如果某个类未实现它,而其超类实现了,那么就会运行超类的实现代码。如果本身和超类都没有实现,超类的分类实现了,就会去调用分类的initialize方法。如果本身没有实现,超类和父类的分类实现了就会去调分类的initialize方法。不管是在超类中还是分类中实现initialize方法都会被调多次,调用顺序是SuperClass -->SubClass

执行顺序

1、load:
先调用类的load, 在调用分类的load
先编译的类, 优先调用load, 调用子类的load之前, 会先调用父类的load
先编译的分类, 优先调用load

执行不需要super 调用父类

load方法不需要(不需要并不是说不能哦)使用[super load]来显性的调用父类的load方法,只要被添加到编译源下面就会执行。
不管子类有没有写load方法,父类的load都只会执行一次(说这句只是为了区别下面的initialize方法)
load方法执行的时候,系统为脆弱状态,如果我们在load里面需要调用其它类的实例对象(或类对象)的属性或者方法,必须要确保那个依赖类(这个依赖类可不是之前说的父类)的load方法执行完毕(个人看法: 这种牵扯到稍微带点逻辑的东西就不要在里面实现了,使用场景↓。

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aaabbb两个分类,men类继承自Person类,men也有2个分类cccdddBook类和前面这些类没有任何关系。

image.png

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Personload(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menload。接着参与编译的是Book类,所以紧接着就是执行Bookload。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,PersonPerson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initializePersonSub1PersonSub2这两个子类也实现了initializePersonSub3PersonSub4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Personinitialize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PersonSub1isInitializedNO,而且父类PersonisInitialized也为NO,所以先给父类发消息执行initialize,执行完后PersonisInitialized变为YES。然后PersonSub1执行自己的initialize,执行完后PersonSub1isInitialized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PersonisInitializedYES,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PersonSub2isInitializedNO,父类PersonisInitializedYES,所以只有PersonSub2会执行initialize,执行完后PersonSub2isInitialized变为YES。所以这一步打印的是+[PersonSub2 initialize]
  • 再接着是PersonSub3 实例化,此时PersonSub3isInitializedNO,父类PersonisInitializedYES,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Personinitialize(注意这里是PersonSub3执行的Person中的initialize,而不是Person执行的),执行完后PersonSub3isInitialized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PersonSub4isInitialized变为YES。这一步打印的是+[Person initialize]

所以最后的结果就是PersonPersonSub1PersonSub2PersonSub3PersonSub45个类都执行了一次initialize,虽然从运行结果来看Personinitialize执行了3次,其实后面2次是PersonSub3PersonSub4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。

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