类的加载原理——（下）

前言

我们这里主要还是接类的加载原理(中)讲解剩下的遗留问题，我们已经知道rwe是在调用extAllocIfNeeded之后进行赋值的，在涉及调用extAllocIfNeeded的地方，我们重点关注了attachCategories(分类相关)方法，因为我们现在也不知道分类是在什么时候加载的，所以就先找到调用attachCategories的地方然后进行反向推导，所以objc源码中全局搜索找到了调用attachCategories的两个方法attachToClass和load_categories_nolock，我们就接着这里继续分析。

分类加载分析

attachCategories反向推导

我们上面已经知道调用attachCategories的两个地方，我们下面就先看attachToClass，看看它被调用的地方，全局搜索attachToClass找到它就只在methodizeClass中被调用：

但是在第一处调用的地方有个条件判断previousely，我们需要这个参数是否有值且在哪里传递过来的，目前是从methodizeClass中过来的，所以根据之前分析类的加载调用流程：realizeClassWithoutSwift ——> methodizeClass ——> attachToClass，找下realizeClassWithoutSwift被调用的时候previousely参数的值，这里我们主要看两个地方的调用就可以知道previousely大多数时候都是nil，lazy和non-lazy类加载的时候调用realizeClassWithoutSwift的地方：

所以我们只关注attachToClass第二处调用unattachedCategories.attachToClass。现在问题是到这里产生了分支，我们不知道什么时候调用到attachToClass，什么时候调用load_categories_nolock，这里我们要根据主类和分类加载有没有load方法调试4种情况：

• 主类有load，分类也也有load方法实现； 调用流程：_read_images(非懒加载类)——>realizeClassWithoutSwift——>load_categories_nolock——>attachCategories
• 分类有load，主类没有load方法； 调用流程：_read_images(非懒加载类)——>realizeClassWithoutSwift——>methodizeClass——>attachToClass，这里没有调用attachCategories方法。
• 主类有实现load方法，分类没有； _read_images(非懒加载类)——>realizeClassWithoutSwift——>methodizeClass——>attachToClass，这里没有调用attachCategories方法。 调用流程：
• 主类和分类都没有load，上面的方法都没调用。

分类加载流程调试分析

我们上面分析了四种可能的情况，首先我们分析第一种主类和分类都有实现load方法，看看分类方法在什么时候被加载进去的，首先我们看下目前主类和分类中我们实现的方法：
主类CTPerson：

@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, copy) NSString *hobby;

- (void)saySomething;
- (void)run;
- (void)run2;

分类CTPerson+CT中包含saySomething和cate_insMethod两个方法。我们在realizeClassWithoutSwift方法中，打上断点，这里我们已经可以读取到ro的数据，我们看下methodlist中是否有分类方法，下面我们进行断点调试：

我们看到此时分类方法并没有被加载进来，我们接着往下走，就来到了load_categories_nolock，内部就调用了attachCategories进行分类的处理：

下面我们主要看attachCategories是如何进行分类方法加载的：

我们可以看到，此处cats_count就是分类方法的个数，通过循环遍历把mlist依次从后往前存入数组mlists中，最终会调用methods.attachLists(mlists+ATTACH_BUFSIZ-mcount，mcount)进行下一步处理，此时mlists+ATTACH_BUFSIZ-mcount是个二维指针，我们接着看attachLists的实现：

我们此时调试进入attachLists中，执行直接会来到else中，因为之前进行主类加载list已存在，此时list存入的是一个指针method_list_t*，那么此时oldCount此时值为1，array的count此时等于oldCount+addedCount，将oldList放在array()->lists最后一个元素处，并按顺序将addedList存入array()->lists：

我们可以看到，此时分类CTPerson(CT)的方法放在array->list[0]处，处于第一个元素位置，至于hasArray()下，新创建了一个数组newArray，newArray的count等于oldCount+addedCount，将之前的lists倒序存入newArray->lists中，当然前部空出了addedCount个位置，用于存放addLists，最后把老的array()释放，赋值为newArray。那么什么时候会进入hasArray()这里呢？

多个分类的加载

我们在项目中创建多个分类并且都实现load方法进行调试，如下图：

这里打印的count是当前分类的个数，目前我们创建了3个分类。当我们调试进入attachLists中时，它直接进入hasArray()这个条件中：

我们此时可以看到newArray->lists的前两个元素是分类的方法，最后一个元素是主类方法。

分类load和主类load是否实现其他情况

分类有实现load方法，主类没有实现load，我们调试下：

我们可以看到它跟主类实现load方法一样，也会来到非懒加载类的地方，我们接着往下走：

在realizeClassWithoutSwift方法里我们读取ro(cls->data())，发现分类的方法已经存在，说明分类方法这时候已经被加载进去。分类不实现load，主类实现load，流程跟此情况一致，方法都来自data中。分类和主类都没有实现load方法时，会推迟到第一次消息发送的时候初始化，也就是懒加载类那中情况，方法等相关的数据也都放在data中。

总结

主类和分类加载方式受load方法影响，无论其中哪一方实现load方法，都会走非懒加载流程，从而影响应用程序的启动速度，所以非必要情况下，我们不要在类或者分类中实现load方法，若真的需要，优先在主类中实现。

类的相关拓展

class_ro_t数据结构

我们在编译时就读取了ro相关的数据，所以确定它应该在llvm源码中：

在Read方法中进行相关的变量赋值：

分类加载补充

我们之前在讨论关于主类和分类有没有实现load方法讨论的4种情况，针对主类没有实现load，分类实现load方法，这种情况做相关补充，我们之前给出的结论是：_read_images(非懒加载类)——>realizeClassWithoutSwift——>methodizeClass——>attachToClass，不调用attachCategories方法，但其实在多个分类情况下，超过一个分类实现了load方法，是会调用attachCategories的，若只有一个分类实现了load方法，则不会调用它，我们在工程里验证下：

• 多个分类实现了load方法：

• 只有一个分类实现load方法：

我们看下多个分类实现load方法，是如何调用到attachCategories方法的：

我们看到当超过一个分类实现了load方法时，load_images方法中调用的是prepare_load_methods()方法，而其他情况(例如主类实现load，分类未实现load)则调用的是loadAllCategories()方法。我们在prepare_load_methods内部可以看到相关调用：

这里可以看到它迫使我们主类进行了加载，相当于非懒加载类那种情况的加载，这里最终调用流程prepare_load_methods——>realizeClassWithoutSwift——>methodizeClass——>attachToClass——>attachCategories。

分类加载是否需要排序

这里我们只需要研究主类和分类都实现load方法的那种情况，因为其他情况都在data数据段里。这里根据我们之前研究的methodList存储结构，若同时存在两个分类LGA和LGB，那么此时methodList存储的结构应该是这样(array_t(struct)){LGA数组指针(prepareMethodLists排序)，LGB数组指针(prepareMethodLists排序)，主类数组指针(realizeClassWithoutSwift排序)}，我们在lookUpImpOrForward慢速查找流程里，看下getMethodNoSuper_nolock方法，lldb调试打印methods——>beginList()：

我们可以看到这里遍历的其实是对array_t进行的遍历，取出对应的数组指针，然后再进行的二分查找，LGA和LGB两个分类的顺序是无序的，只是因为LGA和LGB排在主类的前面，所以分类加载是不需要进行排序的，他们都是直接遍历查找进行相应的调用。那么我们之前讲到的二分查找那里关于分类的处理，是因为其他情况(例如主类没有load，分类有load方法；或者分类没实现load，主类实现load方法)时候，分类和主类方法都来自data，他们是一起加载的，这时候是通过二分查找找到最前面的那个方法。

类扩展分析

我知道分类加载方式跟是否实现load方法有很大关系，那么类扩展呢，它是什么时候加载的呢，我们实现个类扩展研究下：

我们通过clang生成.cpp文件看下：

我们在.cpp文件中看到此时它已经被加载methodlist里，说明它是同主类一同被加载的，我们可以在realizeClassWithoutSwift方法里读取下ro，看下methodlist中此时是否有类扩展的方法：

我们看到此时ro中已存在类扩展的方法，说明类扩展数据是伴随主类一起加载的。下一篇章我们讲解分类添加属性相关的分析及关联对象相关的讲解。