iOS：浅谈 +load()、+initialize()、-init()

GJayson
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对于 iOS 开发者而言，+load()，+initialize()，-init() 方法应该并不陌生，但是，对于这些方法的调用逻辑和顺序，可能会偶有疑惑，本文通过 demo 的方式，来探究一下这几个方法

+ load()

+load() 方法是当类或分类被添加到 Objective-C runtime 时被调用的，实现这个方法可以让我们在类加载的时候执行一些类相关的行为，子类的 +load 方法会在它的所有父类的 +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。但是不同的类之间的 +load()方法的调用顺序是不确定的

image.png
我们先创建一个 TestClass 类，然后在创建一个继承自该类的子类 TestClassSubClass，和两个 TestClass 的分类 TestClass+Z， TestClass+Y，分别在这几个类中实现 +load() 方法，并打印输出，然后在 main() 中也写一个输出语句，运行程序，我们来看一下输出

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        NSLog(@"  %s", __func__);
        
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

image.png

如我们所看到的，+load() 的调用是在 main() 函数之前，并且在整个 APP 运行过程中只会被调用一次，对 +load() 方法进行调用，是直接使用函数内存地址的方式 (load_method)(cls, SEL_load); 而不是使用发送消息 objc_msgSend 的方式，父类 TestClass 的 +load()方法最先被调用，而后是子类和分类，对于多个分类的 +load() 的调用顺序的先后，取决于编译顺序，测试一下，我们在 Bulid Phases->Compile Sources 调整分类的编译顺序

image.png

image.png
会看到 TestClass+Z 的 +load() 方法先于 TestClass+Y 被调用

结论：
  • +load() 方法的调用是在 main() 函数之前，并且不需要主动调用，程序启动会把所有的文件加载，文件如果重写了 +load() 方法，主类、子类、分类都会加载调用 +load() 方法；
  • 主类与分类的加载顺序是: 主类优先于分类加载，无关编译顺序；
  • 分类间的加载顺序取决于编译的顺序: 先编译先加载，后编译则后加载；
  • 优先顺序： (父类 > 子类 > 分类)；
  • 因为 +load() 是在 main() 函数之前调用，所以在这个方法里面不要作耗时操作或者阻塞的操作，会影响启动速度；
  • 不要做对象的初始化操作，因为在 main() 函数之前自动调用，+load() 方法调用的时候使用者根本就不能确定自己要使用的对象是否已经加载进来了，所以千万不能在这里初始化对象；
  • 可以根据业务需求，在 +load() 方法中进行 Method Swizzle 操作，交换方法。

+ initialize()

+initialize() 方法是在类或它的子类收到第一条消息之前被调用的，这里所指的消息包括实例方法和类方法的调用，也就是说 +initialize() 方法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() 方法是永远不会被调用的，关于调用，我们同样用代码进行测试

  • 在 TestClass 实现 + initialize() 方法，子类和分类中不实现，分别如下调用
      TestClass *class1 = [[TestClass alloc] init];
      TestClass *class2 = [[TestClass alloc] init];
    
//    TestClassSubClass *subClass1 = [[TestClassSubClass alloc] init];
//    TestClassSubClass *subClass2 = [[TestClassSubClass alloc] init];
//    TestClassSubClass *subClass3 = [[TestClassSubClass alloc] init];
//    TestClassSubClass *subClass4 = [[TestClassSubClass alloc] init];
//    TestClassSubClass *subClass5 = [[TestClassSubClass alloc] init];

image.png

    TestClass *class1 = [[TestClass alloc] init];
    TestClass *class2 = [[TestClass alloc] init];
    
    TestClassSubClass *subClass1 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass2 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass3 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass4 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass5 = [[TestClassSubClass alloc] init];

image.png


//    TestClass *class1 = [[TestClass alloc] init];
//    TestClass *class2 = [[TestClass alloc] init];
    
    TestClassSubClass *subClass1 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass2 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass3 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass4 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass5 = [[TestClassSubClass alloc] init];

image.png

会发现，不管我们创建 TestClass 几个对象，[TestClass initialize]只被调用一次，而如果创建了 TestClassSubClass 对象，无论是否创建 TestClass 对象，[TestClass initialize] 都会调用两次，可见当子类未实现 +initialize() 方法，会调用父类 +initialize() 方法。

  • 在 TestClass 和子类中分别实现 + initialize 方法
    TestClass *class1 = [[TestClass alloc] init];
    TestClass *class2 = [[TestClass alloc] init];
    
    TestClassSubClass *subClass1 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass2 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass3 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass4 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass5 = [[TestClassSubClass alloc] init];

image.png

//    TestClass *class1 = [[TestClass alloc] init];
//    TestClass *class2 = [[TestClass alloc] init];
    
    TestClassSubClass *subClass1 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass2 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass3 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass4 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass5 = [[TestClassSubClass alloc] init];

image.png
可见，无论子类中是否实现了 + initialize() 方法，初始化都会至少去调用一次父类的 + initialize() 方法，而如果自身实现了 + initialize() 方法，那么继续调用自己的 + initialize() 方法，如果未实现，则去调用父类的 + initialize()方法

  • 在 TestClass 和子类、分类中分别实现 + initialize() 方法
    TestClass *class1 = [[TestClass alloc] init];
    TestClass *class2 = [[TestClass alloc] init];
    
    TestClassSubClass *subClass1 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass2 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass3 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass4 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass5 = [[TestClassSubClass alloc] init];

//    TestClass *class1 = [[TestClass alloc] init];
//    TestClass *class2 = [[TestClass alloc] init];
    
    TestClassSubClass *subClass1 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass2 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass3 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass4 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass5 = [[TestClassSubClass alloc] init];

image.png
根据输出我们看到，之前的调用父类的 + initialize() 方法，变成了调用 TestClass+Y 的 + initialize() 方法，这是因为最后被编译的 TestClass+Y 中的 + initialize() 方法覆盖了主类的 + initialize() 方法

结论：
  • 父类的 + initialize() 方法会比子类先执行；
  • 当子类未实现 + initialize() 方法时，会调用父类 + initialize() 方法，子类实现 + initialize() 方法时，会覆盖父类 + initialize() 方法；
  • 当有多个 Category 都实现了 + initialize() 方法，会覆盖类中的方法，只执行一个(会执行Compile Sources 列表中最后一个 Category 的 + initialize() 方法)。

- init()

  • 在 TestClass 和子类分别实现 -init()方法
    TestClassSubClass *subClass1 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass2 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass3 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass4 = [[TestClassSubClass alloc] init];
    TestClassSubClass *subClass5 = [[TestClassSubClass alloc] init];

image.png
子类初始化时，会先调用父类的 -init() 方法，然后调用自身的 -init() 方法，并且每次初始化时都会调用

  • 只在 TestClass 实现 -init() 方法

    调用结果如下

    image.png
    我们发现，子类未实现 -init() 方法时，每初始化一个对象，只会调用一次父类的 -init() 方法

总结：
  • +load() 和 +initialize() 都会在实例化对象之前调用，前者是在 main() 函数之前，后者是在 main() 函数之后；
  • +load() 和 +initialize() 方法都不会显式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，+load() 方法不会调用父类；
  • +load() 和 +initialize() 方法内部使用了锁，因此他们是线程安全的，实现时要尽可能简单，避免线程阻塞，不要再次使用锁；
  • +load() 方法常用来 method swizzle，+initialize() 常常用于初始化全局变量和静态变量。
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