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作為一門面向對象語言,有類和對象的概念。編譯後,類相關的數據結構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,可以在適當的情況下做一些定制處理。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,我們在開發過程中可能不必關注這兩個方法。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,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麼特別。但是,這兩個方法具有一定的“特殊性”,這也是這兩個方法經常會被放在一起特殊提到的原因。詳細請看如下幾小節的整理。
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:
在不考慮開發者主動使用的情況下,系統最多會調用一次
如果父類和子類都被調用,父類的調用一定在子類之前
都是為了應用運行提前創建合適的運行環境
在使用時都不要過重地依賴於這兩個方法,除非真正必要
2. load方法相關要點
廢話不多說,直接上要點列表:
調用時機比較早,運行環境有不確定因素。具體說來,在iOS上通常就是App啟動時進行加載,但當load調用的時候,並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。
補充上面一點,對於有依賴關系的兩個庫中,被依賴的類的load會優先調用。但在一個庫之內,調用順序是不確定的。
對於一個類而言,沒有load方法實現就不會調用,不會考慮對NSObject的繼承。
一個類的load方法不用寫明[super load],父類就會收到調用,並且在子類之前。
Category的load也會收到調用,但順序上在主類的load調用之後。
不會直接觸發initialize的調用。
3. initialize方法相關要點
同樣,直接整理要點:
initialize的自然調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)。
在initialize方法收到調用時,運行環境基本健全。
initialize的運行過程中是能保證線程安全的。
和load不同,即使子類不實現initialize方法,會把父類的實現繼承過來調用一遍。注意的是在此之前,父類的方法已經被執行過一次了,同樣不需要super調用。
由於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方案。
4. 原理
“源碼面前沒有秘密”。最後,我們來看看蘋果開放出來的部分源碼。從中我們也許能明白為什麼load和initialize及調用會有如上的一些特點。
其中load是在objc庫中一個load_images函數中調用的,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,把實現了load方法的類和Category記錄下來,最後統一執行調用。
其中的prepare_load_methods函數實現如下:
void prepare_load_methods(header_info *hi) { Module mods; unsigned int midx; if (_objcHeaderIsReplacement(hi)) { return; } mods = hi->mod_ptr; for (midx = 0; midx < hi->mod_count; midx += 1) { unsigned int index; if (mods[midx].symtab == nil) continue; for (index = 0; index < mods[midx].symtab->cls_def_cnt; index += 1) { Class cls = (Class)mods[midx].symtab->defs[index]; if (cls->info & CLS_CONNECTED) { schedule_class_load(cls); } } } mods = hi->mod_ptr; midx = (unsigned int)hi->mod_count; while (midx-- > 0) { unsigned int index; unsigned int total; Symtab symtab = mods[midx].symtab; if (mods[midx].symtab == nil) continue; total = mods[midx].symtab->cls_def_cnt + mods[midx].symtab->cat_def_cnt; index = total; while (index-- > mods[midx].symtab->cls_def_cnt) { old_category *cat = (old_category *)symtab->defs[index]; add_category_to_loadable_list((Category)cat); } } }
這大概就是主類中的load方法先於category的原因。再看下面這段:
static void schedule_class_load(Class cls) { if (cls->info & CLS_LOADED) return; if (cls->superclass) schedule_class_load(cls->superclass); add_class_to_loadable_list(cls); cls->info |= CLS_LOADED; }
這正是父類load方法優先於子類調用的原因。
再來看下initialize調用相關的源碼。objc的庫裡有一個_class_initialize方法實現,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!"); } }
在這段代碼裡,我們能看到initialize的調用順序和線程安全性。
(本文作者:三石)