iOS 底层原理：类的加载原理中

SSL
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前言

上一篇 iOS 底层原理：类的加载原理上 文章中，最后讲到readClass函数走完，仍然没有看到ro和rw的相关操作，今天紧接readClass函数继续进行探索。

准备工作

一、realizeClassWithoutSwift 的引入

先看下SSLPerson类：

@interface SSLPerson : NSObjec
- (void)say1;
- (void)say2;
- (void)say3;
@end

@implementation SSLPerson
+ (void)load
{
    NSLog(@"load");
}
- (void)say1
{
    NSLog(@"func-----say1");
}
- (void)say2
{
    NSLog(@"func-----say2");
}
- (void)say3
{
    NSLog(@"func-----say3");
}
@end

我们已经分析到_read_images函数执行完readClass，现在继续向下探索，在源码中添加SSLPerson类的条件控制代码：

image.png

运行程序，查看是否可以进入断点：

image.png

  • 可以看到断点成功进入，现在的cls就是我们的SSLPerson类。在realizeClassWithoutSwift函数处打断点，接下来断点进入realizeClassWithoutSwift。

二、realizeClassWithoutSwift 分析

ro 中的 baseMethods

断点进入realizeClassWithoutSwift：

image.png

通过lldb打印调试：

image.png

  • 通过打印可以发现，ro中的方法列表这个时候已经有值了，分别是say4、say1、say2、say3，接下来继续向下探索。

rw、ro 操作

image.png

  • 这段代码，创建rw，将ro的值赋给rw，再将rw赋值给类的bits，继续向下进行。

isa 相关处理

image.png

  • 如果是MetaClass，会调用setInstancesRequireRawIsa函数进行相关处理。
  • 不是MetaClass时，如果设置了DisableNonpointerIsa的值，也会进行instancesRequireRawIsa的相关处理，上一篇 iOS 底层原理：类的加载原理上 我们有对DisableNonpointerIsa环境变量进行过操作。

setSuperclass、initClassIsa

继续向下进行：

image.png

  • 这里是递归设置superClass的继承链，和isa的走位链。

image.png

  • 又进行了一些相关的设置，就会走到methodizeClass函数，我们接下来进入methodizeClass进行探索，如图2751行。

三、methodizeClass 分析

断点进入methodizeClass：

image.png

  • 这里通过baseMethods()获取了方法列表，如果有值的话，调用prepareMethodLists函数对方法进行处理。

prepareMethodLists

进入prepareMethodLists：

static void 
prepareMethodLists(Class cls, method_list_t **addedLists, int addedCount,
                   bool baseMethods, bool methodsFromBundle, const char *why)
{
    // Add method lists to array.
    // Reallocate un-fixed method lists.
    // The new methods are PREPENDED to the method list array.
    for (int i = 0; i < addedCount; i++) {
        method_list_t *mlist = addedLists[i];
        ASSERT(mlist);

        // Fixup selectors if necessary
        if (!mlist->isFixedUp()) {
            fixupMethodList(mlist, methodsFromBundle, true/*sort*/);
        }
    }
}

fixupMethodList

点击进入fixupMethodList：

static void 
fixupMethodList(method_list_t *mlist, bool bundleCopy, bool sort)
{
    ...
    // Sort by selector address.
    // Don't try to sort small lists, as they're immutable.
    // Don't try to sort big lists of nonstandard size, as stable_sort
    // won't copy the entries properly.
    if (sort && !mlist->isSmallList() && mlist->entsize() == method_t::bigSize) {
        method_t::SortBySELAddress sorter;
        std::stable_sort(&mlist->begin()->big(), &mlist->end()->big(), sorter);
    }
    ...
}

在排序代码前后添加代码，用来打印方法名和地址：

image.png

查看打印结果：

image.png

  • 排序前方法打印顺序是say4、say1、say2、say3。
  • 排序后方法打印顺序是say1、say4、say2、say3，地址大小是0x100003f81 < 0x100003f8b < 0x100003f90 < 0x100003f95，确实是由小到大排序了。

四、懒加载类与非懒加载类

对上面的流程先总结一下：_read_images -> realizeClassWithoutSwift( rw、ro 等操作) -> methodizeClass -> prepareMethodLists -> fixupMethodList（排序等操作）。

非懒加载类

我们重新回到文章的第一部分，_read_images函数执行完readClass，也就是下面这段代码：

image.png

  • 我们将SSLPerson类中的load方法去掉，再次运行程序，发现这里的断点就进不来了。
  • 这里就涉及到了懒加载类与非懒加载类，如果有+ load方法就会进行非懒加载，程序启动的时候，就会进行上面的ro、rw、排序等一系列的操作，非常耗时。

懒加载类

非懒加载类效率很低，如果所有的类都进行非懒加载会非常非常耗时，所以苹果采用了按需加载，也就是懒加载类，用到的时候再进行加载。

非懒加载类具体是什么时候被加载的呢，通过上面的流程，我们可以知道类的加载都会进行rw、ro、排序等操作，也就是realizeClassWithoutSwift，那么我以这个为切入点进行探索。

在main.m中添加SSLPerson类的方法调用：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        SSLPerson *person = [SSLPerson alloc];
    }   
    return 0;
}

在realizeClassWithoutSwift中添加SSLPerson类的断点，运行程序：

image.png

  • 可以成功的断在这里，接下来bt打印堆栈。

image.png

  • 看到了lookUpImpOrForward函数，这个函数我们很熟悉，是在慢速查找流程时调用的，也就是说类第一次被使用的时候进行懒加载类。

下一篇将进行分类加载的探索，有问题可以评论区多多交流，点个赞支持一下吧！！😄😄😄

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