在Objective-C中,NSObject是根類,而NSObject.h的頭文件中前兩個方法就是load和initialize兩個類方法,本篇文章就對這兩個方法做下說明和整理。
0. 概述
Objective-C作為一門面向?qū)ο笳Z言,有類和對象的概念。編譯后,類相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)會保留在目標文件中,在運行時得到解析和使用。在應用程序運行起來的時候,類的信息會有加載和初始化過程。
其實在Java語言中也有類似的過程,JVM的ClassLoader也對類進行了加載、連接、初始化。
就像Application有生命周期回調(diào)方法一樣,在Objective-C的類被加載和初始化的時候,也可以收到方法回調(diào),可以在適當?shù)那闆r下做一些定制處理。而這正是load和initialize方法可以幫我們做到的。
+ (void)load;
+ (void)initialize;
可以看到這兩個方法都是以“+”開頭的類方法,返回為空。通常情況下,我們在開發(fā)過程中可能不必關(guān)注這兩個方法。如果有需要定制,我們可以在自定義的NSObject子類中給出這兩個方法的實現(xiàn),這樣在類的加載和初始化過程中,自定義的方法可以得到調(diào)用。
從如上聲明上來看,也許這兩個方法和其它的類方法相比沒什么特別。但是,這兩個方法具有一定的“特殊性”,這也是這兩個方法經(jīng)常會被放在一起特殊提到的原因。詳細請看如下幾小節(jié)的整理。
1. load和initialize的共同特點
load和initialize有很多共同特點,下面簡單列一下:
1)、在不考慮開發(fā)者主動使用的情況下,系統(tǒng)最多會調(diào)用一次
2)、如果父類和子類都被調(diào)用,父類的調(diào)用一定在子類之前
3)、都是為了應用運行提前創(chuàng)建合適的運行環(huán)境
4)、在使用時都不要過重地依賴于這兩個方法,除非真正必要
2. load方法相關(guān)要點
廢話不多說,直接上要點列表:
1)、調(diào)用時機比較早,運行環(huán)境有不確定因素。具體說來,在iOS上通常就是App啟動時進行加載,但當load調(diào)用的時候,并不能保證所有類都加載完成且可用,必要時還要自己負責做auto release處理。
2)、補充上面一點,對于有依賴關(guān)系的兩個庫中,被依賴的類的load會優(yōu)先調(diào)用。但在一個庫之內(nèi),調(diào)用順序是不確定的。
對于一個類而言,沒有l(wèi)oad方法實現(xiàn)就不會調(diào)用,不會考慮對NSObject的繼承。
3)、一個類的load方法不用寫明[super load],父類就會收到調(diào)用,并且在子類之前。
4)、Category的load也會收到調(diào)用,但順序上在主類的load調(diào)用之后。
5)、不會直接觸發(fā)initialize的調(diào)用。
3. initialize方法相關(guān)要點
同樣,直接整理要點:
1)、initialize的自然調(diào)用是在第一次主動使用當前類的時候(lazy,這一點和Java類的“clinit”的很像)。
2)、在initialize方法收到調(diào)用時,運行環(huán)境基本健全。
3)、initialize的運行過程中是能保證線程安全的。
4)、和load不同,即使子類不實現(xiàn)initialize方法,會把父類的實現(xiàn)繼承過來調(diào)用一遍。注意的是在此之前,父類的方法已經(jīng)被執(zhí)行過一次了,同樣不需要super調(diào)用。
由于initialize的這些特點,使得其應用比load要略微廣泛一些。可用來做一些初始化工作,或者單例模式的一種實現(xiàn)方案。
4. 原理
通過蘋果開放出來的部分源碼,從中我們或許能明白為什么load和initialize及調(diào)用會有如上的一些特點。
其中l(wèi)oad是在objc庫中一個load_images函數(shù)中調(diào)用的,先把二進制映像文件中的頭信息取出,再解析和讀出各個模塊中的類定義信息,把實現(xiàn)了load方法的類和Category記錄下來,最后統(tǒng)一執(zhí)行調(diào)用。
其中的prepare_load_methods函數(shù)實現(xiàn)如下:
void prepare_load_methods(header_info *hi)
{
size_t count, i;
rwlock_assert_writing(&runtimeLock);
classref_t *classlist =
_getObjc2NonlazyClassList(hi, &count);
for (i = 0; i < count; i++) {
schedule_class_load(remapClass(classlist[i]));
}
category_t **categorylist = _getObjc2NonlazyCategoryList(hi, &count);
for (i = 0; i < count; i++) {
category_t *cat = categorylist[i];
Class cls = remapClass(cat->cls);
if (!cls) continue; // category for ignored weak-linked class
realizeClass(cls);
assert(cls->ISA()->isRealized());
add_category_to_loadable_list(cat);
}
}
這大概就是主類中的load方法先于category的原因。再看下面這段:
static void schedule_class_load(Class cls)
{
if (!cls) return;
assert(cls->isRealized()); // _read_images should realize
if (cls->data()->flags & RW_LOADED) return;
// Ensure superclass-first ordering
schedule_class_load(cls->superclass);
add_class_to_loadable_list(cls);
cls->setInfo(RW_LOADED);
}
這正是父類load方法優(yōu)先于子類調(diào)用的原因。
再來看下initialize調(diào)用相關(guān)的源碼。objc的庫里有一個_class_initialize方法實現(xiàn),如下:
void _class_initialize(Class cls)
{
assert(!cls->isMetaClass());
Class supercls;
BOOL reallyInitialize = NO;
supercls = cls->superclass;
if (supercls && !supercls->isInitialized()) {
_class_initialize(supercls);
}
monitor_enter(&classInitLock);
if (!cls->isInitialized() && !cls->isInitializing()) {
cls->setInitializing();
reallyInitialize = YES;
}
monitor_exit(&classInitLock);
if (reallyInitialize) {
_setThisThreadIsInitializingClass(cls);
if (PrintInitializing) {
_objc_inform("INITIALIZE: calling +[%s initialize]",
cls->nameForLogging());
}
((void(*)(Class, SEL))objc_msgSend)(cls, SEL_initialize);
if (PrintInitializing) {
_objc_inform("INITIALIZE: finished +[%s initialize]",
cls->nameForLogging());
}
monitor_enter(&classInitLock);
if (!supercls || supercls->isInitialized()) {
_finishInitializing(cls, supercls);
} else {
_finishInitializingAfter(cls, supercls);
}
monitor_exit(&classInitLock);
return;
}
else if (cls->isInitializing()) {
if (_thisThreadIsInitializingClass(cls)) {
return;
} else {
monitor_enter(&classInitLock);
while (!cls->isInitialized()) {
monitor_wait(&classInitLock);
}
monitor_exit(&classInitLock);
return;
}
}
else if (cls->isInitialized()) {
return;
}
else {
_objc_fatal("thread-safe class init in objc runtime is buggy!");
}
}
在這段代碼里,我們能看到initialize的調(diào)用順序和線程安全性。