Runtime - load

阅读 objc4-master 源码中 +load()

参考链接

• Apple 对 load 的解释

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思考

• load 方法的作用是什么?
• load 在什么时候调用?
• load 调用多少次?
• Category 中的 +load() 和 Class 中的 +load() 的区别

源码阅读

1. 追溯 +load()

+load()

可以看到主要有三个函数，如下:

• load
• call_load_methods
• load_images

>> 通过源码阅读，了解到函数的调用树如下:

image.png

2. load_images 来源 _objc_init

void _objc_init(void)
{
    ...
    dyld_register_image_state_change_handler(dyld_image_state_dependents_initialized, 0/*not batch*/, &load_images);
}

• dyld 中注册一个回调 load_images 对应的函数指针，类型是 dyld_image_state_dependents_initialized，dyld_image_state_dependents_initialized 是一个初始化方法，load_images 只调用一次。

const char *
load_images(enum dyld_image_states state, uint32_t infoCount,
            const struct dyld_image_info infoList[])
{
    ...
    // 发现 load 方法 
    {
        rwlock_writer_t lock2(runtimeLock);
        found = load_images_nolock(state, infoCount, infoList);
    }

    // 调用 load 方法
    if (found) {
        call_load_methods();
    }

    return nil;
}

3. call_load_methods，先 class +load() 后 category +load()

void call_load_methods(void)
{
    ...
    do {
        // 1. 调用 class 的 +load() 直到 loable_classes_used 的个数为 0
        while (loadable_classes_used > 0) {
            call_class_loads();
        }

        // 2. 调用 category 的 +load()
        more_categories = call_category_loads();

        // 3. 直到所有的 class 和 category 都调用 +load() 跳出循环
    } while (loadable_classes_used > 0  ||  more_categories);

   ...
}

4. call_category_loads: category +load()

• call_category_loads 中对全局变量 loadable_categories 中的 category 对应的 class 逐一执行 SEL_load

static bool call_category_loads(void)
{
    int i, shift;
    bool new_categories_added = NO;
    
    // 全局的 loadable_categories 
    struct loadable_category *cats = loadable_categories;
    int used = loadable_categories_used;
    int allocated = loadable_categories_allocated;
    loadable_categories = nil;
    loadable_categories_allocated = 0;
    loadable_categories_used = 0;

    // 调用 loadable_categories 中的 category 的 load 方法
    for (i = 0; i < used; i++) {
        Category cat = cats[i].cat;
        load_method_t load_method = (load_method_t)cats[i].method;
        Class cls;
        if (!cat) continue;

        cls = _category_getClass(cat);
        // 需要确保 category 对应的 class 已经加载，才会调用 category 的 +load()
        if (cls  &&  cls->isLoadable()) {
            if (PrintLoading) {
                _objc_inform("LOAD: +[%s(%s) load]\n", 
                             cls->nameForLogging(), 
                             _category_getName(cat));
            }
            // SEL_load
            (*load_method)(cls, SEL_load);
            cats[i].cat = nil;
        }
    }

    // 重新排列未加载的 category 到 loadable_catgories
    ...
}

5. call_class_loads: class +load()

• call_class_loads 中对全局变量 loadable_classes 中的 class 逐一执行 SEL_load

static void call_class_loads(void)
{
    int i;
    
    // 全局的 loadable_classes 
    struct loadable_class *classes = loadable_classes;
    int used = loadable_classes_used;
    loadable_classes = nil;
    loadable_classes_allocated = 0;
    loadable_classes_used = 0;
    
    // 调用 loadable_classes 中的 class 的 load 方法
    for (i = 0; i < used; i++) {
        Class cls = classes[i].cls;
        load_method_t load_method = (load_method_t)classes[i].method;
        if (!cls) continue; 

        if (PrintLoading) {
            _objc_inform("LOAD: +[%s load]\n", cls->nameForLogging());
        }
        (*load_method)(cls, SEL_load);
    }
    
    // Destroy the detached list.
    if (classes) free(classes);
}

6. loadable_classes & loadable_categories 的结构

loadable_classes 和 loadable_categories 是分别为 call_class_loads 和 call_category_loads，指定 class 调用的 +load() 的全局变量

• loadable_classes 添加 loadable_class 结构体的元素

struct loadable_class {
    Class cls;  // may be nil
    IMP method;
};

• loadable_categories 添加 loadable_category 结构体的元素

struct loadable_category {
    Category cat;  // may be nil
    IMP method;
};

• IMP method 均为 load_method_t

typedef void(*load_method_t)(id, SEL);

7. Class 的 +load() 和 Category 的 +load()

• 若假设一个类 ClassA，有一个 Category，load_Images 时需要调用 call_class_loads 和 call_category_loads

• 对于 call_class_loads 和 call_category_loads 来说， load_method 的参数 class 和 SEL_load 均一致

• 从 call_class_loads 和 call_category_loads 代码中可以看出 load_method 分别为 loadable_class->method 和 loadable_category->method 强转过来的

√ 那么 loadable_class 和 loadable_category 对应的 method 是怎么加载的?

• loadable_class 通过 class->ro->baseMethods 获取 method->name 为 load 的函数指针

loadable_class

void add_class_to_loadable_list(Class cls) {
    ...
    method = cls->getLoadMethod();
    ...
    loadable_classes[loadable_classes_used].method = method;
    ...
}

IMP 
objc_class::getLoadMethod()
{
    ...
    mlist = ISA()->data()->ro->baseMethods();
    if (mlist) {
        for (const auto& meth : *mlist) {
            const char *name = sel_cname(meth.name);
            if (0 == strcmp(name, "load")) {
                return meth.imp;
            }
        }
    }

    return nil;
}

• loadable_category 通过 category->classMethods 获取 method->name 为 load 的函数指针

loadable_category

void add_category_to_loadable_list(Category cat) {
    ...
    method = _category_getLoadMethod(cat);
    ...
    loadable_categories[loadable_categories_used].method = method;
    ...
}

IMP 
_category_getLoadMethod(Category cat)
{
    runtimeLock.assertLocked();

    const method_list_t *mlist;
    /// 获取 
    mlist = cat->classMethods;
    if (mlist) {
        for (const auto& meth : *mlist) {
            const char *name = sel_cname(meth.name);
            if (0 == strcmp(name, "load")) {
                return meth.imp;
            }
        }
    }

    return nil;
}

结论: loadable_class 和 loadable_category 对应的函数指针是不一致的