iOS 类的load方法和initialize方法

Objective-C作为一门面向对象语言，有类和对象的概念。所有的代码在执行编译后，类相关的数据结构会保留在目标文件中，在运行时得到解析和使用。在应用程序运行起来的时候，类的信息会有加载和初始化过程。类的加载和初始化过程中，就使用到了load和initialize两个类方法；而在NSObject根类中，前两个方法也是load和initialize两个类方法，本文就对这两个特殊方法的区别与联系、使用场景和注意事项做一个详细的记录。

+ (void)load;
+ (void)initialize;

一、load方法

顾名思义，load方法在这个文件被程序装载时调用。只要是在Compile Sources中出现的文件总是会被装载，这与这个类是否被用到无关。在一个程序开始运行之前（在main函数开始执行之前），类文件开始被程序加载，load方法就会开始被执行；因此load方法总是在main函数之前调用。

调用规则

当父类和子类都实现load方法时，父类的load方法会被先执行。load方法是系统自动加载的，因此不需要使用[spur load]方法调用父类的load方法，否则父类的load方法会多次执行。在Category中写load方法是不会替换原始类中的load方法的，原始类和Category中的load方法都会被执行，原始类的load方法会先被执行，再执行Category中的load方法。当有多个Category都实现了load方法，在Compile Sources中文件的排放顺序就是这几个load方法装载顺序。特别注意的是：如果一个类没有实现load方法，那么就不会调用它父类的load方法。

//In Parent.m
+ (void)load {
    NSLog(@"Load Class Parent");
}

//In Child.m，继承自Parent
+ (void)load {
    NSLog(@"Load Class Child");
}

//In Child+load.m，Child类的分类
+ (void)load {
    NSLog(@"Load Class Child+load");
}

//In Child+load1.m，Child类的分类
+ (void)load {
    NSLog(@"Load Class Child+load1");
}

//In Child+load2.m，Child类的分类
+ (void)load {
    NSLog(@"Load Class Child+load2");
}

运行结果：

2018-02-05 11:02:38.404 LoadDemo[3640:771656] Load Class Person
2018-02-05 11:02:38.405 LoadDemo[3640:771656] Load Class Parent
2018-02-05 11:02:38.405 LoadDemo[3640:771656] Load Class Child
2018-02-05 11:02:38.405 LoadDemo[3640:771656] Load Class Child+load
2018-02-05 11:02:38.405 LoadDemo[3640:771656] Load Class Child+load1
2018-02-05 11:02:38.405 LoadDemo[3640:771656] Load Class Child+load2

对于load方法执行顺序需要注意的地方

查看项目的Compile Sources配置，如下图：

在上文中也提到过，在Compile Sources中文件的排放顺序就是load方法装载顺序。从打印日志来看，Parent的load方法先于Child调用，而它在Compile Sources中的顺序其实是在Child之后。这也证明了系统会在子类的load方法中自动调用父类的load的方法。load方法调用时，系统处于脆弱状态，如果调用别的类的方法，且该方法依赖于那个类的load方法进行初始化设置，那么必须确保那个类的load方法已经调用了，比如demo中的这段代码，打印出的字符串就为null。虽然在这种简单情况下我们可以辨别出各个类的load方法调用的顺序，但永远不要依赖这个顺序完成你的代码逻辑，这在后期的开发中极容易导致错误。

//In Child.m
+ (void)load 
{
    NSLog(@"Load Class Child");

    Other *other = [Other new];
    [other originalMethod];

    //如果不先调用other的load，下面这行代码就无效，打印出null
    [Other printNameMethod];
}

使用场景

由于load方法调用时，我们应该尽量减少load方法内的逻辑，一方面系统处于脆弱状态而且很不安全，另一方面是load方法是线程安全的，它内部使用了锁，所以我们应该避免线程阻塞在load方法中。

一个最常见的使用场景是在load方法中实现Method Swizzle功能：

//In Other.m
+ (void)load 
{
    Method originalMethod = class_getInstanceMethod([self class], @selector(originalMethod));
    Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod([self class], @selector(swizzledMethod));
    method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}

在Child类的load方法中，由于还没调用Other的load方法，所以输出结果是"Original Output"，而在main函数中，输出结果自然就变成了"Swizzled Output"。一般来说，除了Method Swizzle，别的逻辑都不应该放在load方法中实现。

二、initialize方法

initialize方法在第一次给类发送消息时触发（比如实例化一个对象），并且只会调用一次。initialize方法实际上是一种懒加载调用方式，也就是说如果一个类一直没被用到，那它的initialize方法也不会被调用。

调用规则

与load方法类似的是，initialize方法也是系统自动加载的，因此也同样不需要使用[spur initialize]方法调用父类的initialize方法。与load方法不同之处在于，即使子类没有实现initialize方法，也会调用父类的方法，这会导致一个很严重的问题：

//In Parent.m
+ (void)initialize 
{
    NSLog(@"Initialize Parent, caller Class %@", [self class]);
}

//In Child.m
//注释掉initialize方法

//In main.m
Child *child = [Child new];

运行后，查看打印日志，会发现父类的initialize方法竟然调用了两次：

2018-02-05 11:02:38.804 LoadDemo[3640:771656] Initialize Parent, Parent caller
2018-02-05 11:02:38.804 LoadDemo[3640:771656] Initialize Parent, Child caller  

这是因为在创建子类对象时，首先要创建父类对象，所以会调用一次父类的initialize方法，然后创建子类时，尽管自己没有实现initialize方法，但还是会调用到父类的方法。虽然initialize方法对一个类而言只会调用一次，但这里由于出现了两个类，所以调用两次符合规则，但不符合我们的需求。正确使用initialize方法的姿势如下：

//In Parent.m
+ (void)initialize 
{
    if (self == [Parent class]) {
        NSLog(@"Initialize Parent, caller Class %@", [self class]);
    }
}

加上判断后，就不会因为子类而调用到自己的initialize方法了。

使用场景

initialize方法主要用来对一些不方便在编译期初始化的对象进行赋值。比如说：无法在编译期设定的全局变量，可以放在initialize方法中初始化。

总结

1. load和initialize方法都会在实例化对象之前调用，以main函数为分水岭，前者在main函数之前调用，后者在之后调用。这两个方法会被自动调用，不能手动调用它们。
2. load和initialize方法都不用显示的调用父类的方法而是自动调用，即使子类没有initialize方法也会调用父类的方法，而load方法则不会调用父类。
3. load方法通常用来进行Method Swizzle，initialize方法一般用于初始化全局变量或静态变量。
4. load和initialize方法内部使用了锁，因此它们是线程安全的。实现时要尽可能保持简单，避免阻塞线程，不要再使用锁。
5. 将针对于类修改放在intialize中，将针对Category的修改放在load中。
6. load与initialize都应该实现得精简，有助于保持程序的响应能力。