ios-类的加载过程( _objc_init实现原理)

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ios-类的加载过程(dyld的加载流程)

前言:

上篇文章分析了app启动过程,讲到dyld加载中会调用_objc_init。这篇文章我们就来仔细研究一下_objc_init方法都做了哪些工作.

探索_objc_init

打开objc源码全局搜索_objc_init方法

源码可看出,在_objc_init()方法中除了最后一个通知方法外,做了一系列的init初始化方法,下面从源码中具体查看下这些初始化的作用?

environ_init()

例如:

将426-430行移出来,并将无用判断删掉,如下图所示 

这些环境我们有的用到过,下面我们看下OBJC_DISABLE_NONPOINTER_ISA,我们作如下处理  

我们运行代码,对Person打印 

去掉设置

在例如常用的设置:

  • DYLD_PRINT_STATISTICS:设置 DYLD_PRINT_STATISTICSYES,控制台就会打印 App 的加载时长,包括整体加载时长和动态库加载时长,即main函数之前的启动时间(查看pre-main耗时),可以通过设置了解其耗时部分,并对其进行启动优化

  • NSDoubleLocalizedStrings:项目做国际化本地化(Localized)的时候是一个挺耗时的工作,想要检测国际化翻译好的语言文字UI会变成什么样子,可以指定这个启动项。可以设置 NSDoubleLocalizedStringsYES

  • OBJC_PRINT_LOAD_METHODS:打印 ClassCategory+ (void)load 方法的调用信息

等等

tls_init()

线程key的绑定

static_init()

主要是运行系统级别的C++静态构造函数,在dyld调用我们的静态构造函数之前,libc调用_objc_init方法,即系统级别的C++构造函数 先于 自定义的C++构造函数 运行

runtime_init()

主要是运行时的初始化,主要分为两部分:分类初始化类的表初始化

exception_init()

主要是初始化libobjc的异常处理系统,注册异常处理的回调,从而监控异常的处理,源码如下

查看**_objc_terminate**函数

进入**uncaught_handler**方法

uncaught_handlerobjc_uncaught_exception_handler实例,默认赋值_objc_default_uncaught_exception_handler

搜索**objc_uncaught_exception_handler**函数实现

异常分为了3种情况

  • Mach异常:是指最底层的内核级异常。用户态的开发者可以直接通过Mach API设置thread,task,host的异常端口,来捕获Mach异常。

  • Unix信号:又称BSD 信号,如果开发者没有捕获Mach异常,则会被host层的方法ux_exception()将异常转换为对应的UNIX信号,并通过方法threadsignal()将信号投递到出错线程。可以通过方法signal(x, SignalHandler)来捕获single

  • NSException 应用级异常:它是未被捕获的Objective-C异常,导致程序向自身发送了SIGABRT信号而崩溃,对于未捕获的Objective-C异常,是可以通过try catch来捕获的,或者通过NSSetUncaughtExceptionHandler()机制来捕获

针对应用级异常,可以通过注册异常捕获的函数,即NSSetUncaughtExceptionHandler机制实现线程保活, 收集上传崩溃日志,所以在开发中会针对crash进行拦截处理,即app代码中的NSSetUncaughtExceptionHandler传入一个函数给系统,当异常发生后,调用函数上传崩溃日志然后回到原有的app层中出来异常,本质就是函数式编程思想,回调一个函数给app

如下图所示

KC公开课内容,可以自定义函数替代该ExceptionHandler收集应用级异常

cache_init()

缓存初始化,源码如下

_imp_implementationWithBlock_init()

该方法主要是启动回调机制,通常这不会做什么,因为所有的初始化都是惰性的,但是对于某些进程,我们会迫不及待地加载libobjc-trampolines.dylib,其源码如下

核心:

_dyld_objc_notify_register(&map_images, load_images, unmap_image);

这个方法的具体实现在上篇文章中已经有详细说明,其源码实现是在dyld源码中,以下是_dyld_objc_notify_register方法的声明

说明:

  • 仅供objc运行时使用

  • 注册处理程序,以便在映射、取消映射和初始化objc图像时调用

  • dyld将会通过一个包含objc-image-info的镜像文件的数组回调mapped函数

方法中的三个参数分别表示的含义如下:

  • map_images:dyld将image(镜像文件)加载进内存时,会触发该函数

  • load_image:dyld初始化image会触发该函数

  • unmap_image:dyld将image移除时,会触发该函数

具体的分析流程上篇文章已经由详细解说

注意:
dyld与Objc的关联

  • sNotifyObjCMapped == mapped == map_images

  • sNotifyObjCInit == init == load_images

  • sNotifyObjCUnmapped == unmapped == unmap_image

dyldObjc的关联如下图所示:参考:《dyld与objc的关联

map_images调用时机

查看下map_images的实现 

进入map_images_nolock函数

进入_read_images方法(核心方法,请认真记住此方法

方法很长,下篇文章具体分析(懒加载类和非懒加载类

附录

环境变量汇总

环境变量名说明
OBJC_PRINT_OPTIONS输出OBJC已设置的选项
**OBJC_PRINT_IMAGES**输出已load的image信息
**OBJC_PRINT_LOAD_METHODS**打印 Class 及 Category 的 + (void)load 方法的调用信息
**OBJC_PRINT_INITIALIZE_METHODS**打印 Class 的 + (void)initialize 的调用信息
**OBJC_PRINT_RESOLVED_METHODS**打印通过 +resolveClassMethod: 或 +resolveInstanceMethod: 生成的类方法
OBJC_PRINT_CLASS_SETUP打印 Class 及 Category 的设置过程
OBJC_PRINT_PROTOCOL_SETUP打印 Protocol 的设置过程
OBJC_PRINT_IVAR_SETUP打印 Ivar 的设置过程
OBJC_PRINT_VTABLE_SETUP打印 vtable 的设置过程
OBJC_PRINT_VTABLE_IMAGES打印 vtable 被覆盖的方法
OBJC_PRINT_CACHE_SETUP打印方法缓存的设置过程
OBJC_PRINT_FUTURE_CLASSES打印从 CFType 无缝转换到 NSObject 将要使用的类(如 CFArrayRef 到 NSArray * )
OBJC_PRINT_GC打印一些垃圾回收操作
OBJC_PRINT_PREOPTIMIZATION打印 dyld 共享缓存优化前的问候语
OBJC_PRINT_CXX_CTORS打印类实例中的 C++ 对象的构造与析构调用
**OBJC_PRINT_EXCEPTIONS**打印异常处理
**OBJC_PRINT_EXCEPTION_THROW**打印所有异常抛出时的 Backtrace
OBJC_PRINT_ALT_HANDLERS打印 alt 操作异常处理
**OBJC_PRINT_REPLACED_METHODS**打印被 Category 替换的方法
**OBJC_PRINT_DEPRECATION_WARNINGS**打印所有过时的方法调用
OBJC_PRINT_POOL_HIGHWATER打印 autoreleasepool 高水位警告
OBJC_PRINT_CUSTOM_RR打印含有未优化的自定义 retain/release 方法的类
OBJC_PRINT_CUSTOM_AWZ打印含有未优化的自定义 allocWithZone 方法的类
OBJC_PRINT_RAW_ISA打印需要访问原始 isa 指针的类
OBJC_DEBUG_UNLOAD卸载有不良行为的 Bundle 时打印警告
OBJC_DEBUG_FRAGILE_SUPERCLASSES当子类可能被对父类的修改破坏时打印警告
OBJC_DEBUG_FINALIZERS警告实现了 -dealloc 却没有实现 -finalize 的类
OBJC_DEBUG_NIL_SYNC警告 @synchronized(nil) 调用,这种情况不会加锁
OBJC_DEBUG_NONFRAGILE_IVARS打印突发地重新布置 non-fragile ivars 的行为
OBJC_DEBUG_ALT_HANDLERS记录更多的 alt 操作错误信息
OBJC_DEBUG_MISSING_POOLS警告没有 pool 的情况下使用 autorelease,可能内存泄漏
OBJC_DEBUG_DUPLICATE_CLASSES当出现类重名时停机
OBJC_USE_INTERNAL_ZONE在一个专用的 malloc 区分配运行时数据
OBJC_DISABLE_GC强行关闭自动垃圾回收,即使可执行文件需要垃圾回收
OBJC_DISABLE_VTABLES关闭 vtable 分发
OBJC_DISABLE_PREOPTIMIZATION关闭 dyld 共享缓存优化前的问候语
OBJC_DISABLE_TAGGED_POINTERS关闭 NSNumber 等的 tagged pointer 优化
**OBJC_DISABLE_NONPOINTER_ISA**关闭 non-pointer isa 字段的访问![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/e04ca377832e4986a3ee555465ced054~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image)![](https://p1-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/4f5e880bb2724113ba75acda29af7b53~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image)