iOS程序启动原理

一个程序从main函数开始启动。

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

可以看到main函数会调用UIApplicationMain函数，它的四个参数的意思是：

argc: 代表程序在进入main函数时的参数的个数。默认为1。
argv: 代表包含的各个参数。默认为程序的名字。
principalClassName: UIApplication或者它的子类的名字, 如果传入的是nil, 则表示UIApplication的名字, 即@"UIApplication"。
delegateClassName: UIApplication的代理的名字。

在UIApplicationMain函数中，根据传入的UIApplication名称和它的代理的名称，会主要做下面的事情：

• 根据传入的名称创建UIApplication对象。
• 根据传入的代理名称创建UIApplication代理对象。
• 开启事件循环（如果不进行循环，那么在main函数结束后程序就结束了。要保证程序创建后可以一直存在）。
• 解析Info.plist文件。
  • 会在Info.plist文件里查找Main storyboard file base name这个Key对应的Value是否有值。如果有值，则表示之后会通过Storyboard加载控制器，AppDelegate会接收到didFinishLaunchingWithOptions消息（程序启动完成的时候），此时Storyboard会进行一系列的加载操作（后面会具体说）；如果没有值，则不会通过Storyboard加载控制器，接着AppDelegate会接收到didFinishLaunchingWithOptions消息（程序启动完成的时候），在这个时候需要我们通过代码的方式加载控制器。
  • 注意Info.plist中Main storyboard file base name这个Key并不是真正的Key，而是苹果为了增强可读性才这样写的，真正的Key为UIMainStoryboardFile（可以通过Info.plist文件的源代码查看）。
  • 这就是在想要用代码方式创建控制器而不是Storyboard创建控制器的时候为什么先要将Main Interface设置为空白，这样在解析Info.plist文件的时候才会知道不通过Storyboard创建控制器。
  • 由此可以知道，解析Info.plist文件这一操作主要是看我们用的是Storyboard方式加载还是代码的方式加载。默认Main storyboard file base name为Main，也就是通过Storyboard方式加载控制器。

现在具体分析一下，通过Storyboard方式加载控制器和代码方式加载控制器。

通过Storyboard

通过Storyboard，主要做了下面的事情（这些事情不需要我们做，是系统自动完成的，在程序启动完成的时候）:

• 创建窗口。

  创建一个UIWindow的实例用来显示界面。

• 设置窗口的根控制器。

  • 根据Storyboard的设置，创建一个控制器。
  • 并且设置这个控制器为之前创建的window的根控制器。

• 显示窗口。（相当于后面提到的makeKeyAndVisible）

  设置self.window可见并且设置UIApplication的keyWindow。

  在这一步中将根控制器的view添加到window上。

通过代码方式

通过代码的方式，需要我们在didFinishLaunchingWithOptions方法中进行加载控制器的相关操作。

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {

    self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame:[UIScreen mainScreen].bounds];
    UIViewController *viewController = [[UIViewController alloc] init];
    self.window.rootViewController = viewController;
    // 此时根控制器的view还没有加到self.window上
    [self.window makeKeyAndVisible];
    // 此时根控制器的view加到self.window上
    return YES;
}

其实这里所做和系统所做是一样的。（相当于系统的做法）

• 首先创建窗口，得到一个正确的UIWindow实例对象用来显示界面。（self.window是系统自带的属性）

• 接着设置窗口的根控制器。

  • 不再根据Storyboard中的设置加载，此时需要我们自己创建控制器。
  • 设置这个控制器为self.window的根控制器。
  • 注意这个时候根控制器的view还没有加到self.window上，当窗口要显示的时候,才会把窗口的根控制器的view添加到窗口。（可以输出self.window.subViews来验证）

• 显示窗口。

  [self.window makeKeyAndVisible]实际上做了下面的事：

  首先，将self.window设置为UIApplication的keyWindow，这么做是方便我们以后查看UIApplication的主窗口是哪一个。

  接着，让self.window可见，相当于执行的代码是：

  self.window.hidden = NO;
  

  这么做的原因是self.window默认hidden = YES，所以需要让其显示出来。

  那么既然makeKeyAndVisible执行的是以上的操作，实际上将[self.window makeKeyAndVisible]替换为self.window.hidden = NO，那么界面也会正常显示出来，因为makeKeyAndVisible内部就是这么做的。但是此时并没有设置UIApplication的keyWindow，为了以后方便访问，还是用makeKeyAndVisible更好一点。

  经过这一步，界面将要显示，此时根控制器的view会加到self.window上以正常显示。

• 这里有一点要注意：

  系统创建的AppDelegate自带一个属性位于.h文件中：

  @property (strong, nonatomic) UIWindow *window;
  

  当用Storyboard的方式加载控制器，在应用启动完成的时候（didFinishLaunchingWithOptions）需要一个UIWindow的实例来显示界面，所以Apple提供了这个window属性。系统根据storyboard自动创建一个window，然后将window赋值给这个window属性，以保证完成之后的工作。

  当用代码的方式加载控制器，同样的，首先也需要一个UIWindow的实例来显示界面，因为不使用Storyboard所以这次要我们自己创建window。此时有两种做法，第一种是在didFinishLaunchingWithOptions方法中创建一个UIWindow对象：

  UIWindow *myWindow = [[UIWindow alloc] initWithFrame:...];
  

  但是如果用这种方法运行程序会发现界面依然无法显示出来，因为此时myWindow是一个局部变量，当didFinishLaunchingWithOptions方法执行完毕这个变量就会销毁。所以更好的办法是直接使用系统提供的window属性：

  self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame:...];
  

  之前的例子也是这么做的。

  另外，仔细观察会发现这个window属性的修饰符是strong，而不是weak。想想之前使用weak来修饰一个控件是因为这个控件会被加到一个view中，这个view的subViews数组会有强引用指向控件，所以用weak是没有问题的。现在这种情况，因为window控件不会被加到其他view中，即没有其他的强指针指向这个对象，所以在创建的时候需要将修饰符设置成strong以保证创建出的window不会被销毁。（Apple创建的window属性的修饰符是strong）

UIWindow的补充

window是有层级的，并且可以有多个window同时存在。比如：状态栏就是一个window，键盘也是一个window。

可以通过设置UIWindow的对象的windowLevel属性来调整层级。

self.window.windowLevel = UIWindowLevelStatusBar;

window共有三种等级：UIWindowLevelNormal，UIWindowLevelStatusBar UIWindowLevelAlert。如果三种等级同时出现在屏幕上，那么alert在最上面，statusBar在中间，normal则在最下面。

注意：如果一个程序中有多个window,控制器默认会把状态栏隐藏。

解决办法：关闭控制器对状态栏的控制，（为Info.plist增加View controller-based status bar appearance这个key并设置为NO）这样这些window以及状态栏就可以按层级关系正常显示。