iOS开发技术面试专辑

深入理解IOS main函数之前的启动过程

2020-03-08  本文已影响0人  江南易飞

引言

IOS的启动时间对于一个App来说至关重要,但是对于初学者来说无从下手。
启动时间t(App􏱛􏰂􏰃􏰄􏰅) = t1(main()􏱜􏱝􏰏􏱞􏱟􏰄􏰅) + t2(main()􏱜􏱠􏰏􏱞􏱟􏰄)􏰖
t1 = 􏱡􏱢dylib(􏰃􏱈􏱣􏰈􏱤)􏰒􏱥􏰛App􏱦􏱧􏱨􏱩􏰽􏰏􏱞􏱟􏱪
t2 = main􏰻􏱫􏱧􏱨􏱜􏱠􏱬AppDelegate􏱭􏱮􏰏

App启动过程

image.png

要针对链接生成的可执行文件做进一步探讨。
在链接阶段,系统会对动静态库进行链接

链接汇编代码的依赖包,.a .lib
加载静态库:在链接阶段,会将汇编生成的目标与引用的库一起链接打包到可执行文件当中,并最终生成mach-O等可执行文件。

而对于动态库,程序编译并不会连接到目标代码中,而在程序运行时才会载入。
动态库包括UIKit, Foundation, CoreFoundation, libDispatch, libSystem,libObjc, dyld等
dyld会首先读取mach-o文件的Header和load commands。
接着就知道了这个可执行文件依赖的动态库。例如加载动态库A到内存,接着检查A所依赖的动态库,就这样的递归加载,直到所有的动态库加载完毕。通常一个App所依赖的动态库在100-400个左右,其中大多数都是系统的动态库,它们会被缓存到dyld shared cache,这样读取的效率会很高。

image.png

如上述流程图,App启动,编译之后依次经过动态链接器dyld加载libSystem、runtime向dyld注册回调函数、递归加载新的image镜像,执行img_maps, load_images, 最终调用main函数,并完成main函数的调用。

Virtual Memory

虚拟内存是在物理内存上建立的一个逻辑地址空间,它向上(应用)提供了一个连续的逻辑地址空间,向下隐藏了物理内存的细节。
虚拟内存使得逻辑地址可以没有实际的物理地址,也可以让多个逻辑地址对应到一个物理地址。
虚拟内存被划分为一个个大小相同的Page(64位系统上是16KB),提高管理和读写的效率。 Page又分为只读和读写的Page

虚拟内存是建立在物理内存和进程之间的中间层。在iOS上,当内存不足的时候,会尝试释放那些只读的Page,因为只读的Page在下次被访问的时候,可以再从磁盘读取。如果没有可用内存,会通知在后台的App(也就是在这个时候收到了memory warning),如果在这之后仍然没有可用内存,则会杀死在后台的App。

以上介绍了共享内存的优势,下面我们讨论下苹果公司使用动态库的优点及必要性!
苹果公司将系统库做成动态库是显而易见的,也是非常有必要的。
这里引入上面所提到的动态库的特性
动态库: 程序编译并不会连接到目标代码中,而在程序运行时才会载入。
其优点:

1.减少App的体积
2.共享内存,节约资源
3. 随时可以更新动态库,达到更新程序的目的

1.减少App的体积,应用程序在打包的时候将静态库打包在.ipa包里,而不打包动态库。
2.动态库共享内存,节约资源。如两个文件都依赖于A和B库,则只加载一次A和B即可,原理是保留其引用。而静态库则需要编译几次就引用几次。

  1. 因为动态库是按需加载,在运行期间才确定的,所以苹果公司可以随时更新系统库,从而达到更新系统的目的。

加载dyld的流程

1.从__dyld_start开始.将断点打到main函数之前,即可进入本函数
2.dyld::__main函数函数,真正加载dyld的开始

1.环境变量相关处理
2.加载共享缓存
3.将dyld本身加到UUID列表
4.reloadAllImages
5.运行所有初始化程序
6.通知监听dyld的main

-------------------------------我是分隔符---------------------------------
*以上是dyld加载的主要流程,下面就针对reloadAllImages详细探讨!!!
接下来递归加载images镜像!!!

map_images

map_Images主要功能如图


image.png
1、初始化类:realizeClass,并设置rw、ro
2、处理分类:把分类当中的方法、协议、属性添加到类中
3、加载到相应的hash表

load_images

load_images主要作用如图


image.png
 1、prepare_load_methods
 2、call_load_images

第一步先取出类、父类、分类等的load方法
第二步执行所加载的load方法,load方法在这里进行初始化操作,详情如下图

image.png

至此,应用程序pre_main的流程执行完毕,接下来就是所谓的main函数的加载~

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