iOS底层原理 - 探寻Category本质之 initialize

面试题引发的思考：

Q: load、initialize方法的区别什么？它们在Category中的调用的顺序？以及出现继承时两者之间的调用过程？

load、initialize方法区别

1. Category中`initialize`方法

// TODO: -----------------  Person类  -----------------
@implementation Person
+ (void)initialize {
    NSLog(@"Person + initialize");
}
@end

// TODO: -----------------  Person+Category1类  -----------------
@implementation Person (Category1)
+ (void)initialize {
    NSLog(@"Person (Category1) + initialize");
}
@end

// TODO: -----------------  Person+Category2类  -----------------
@implementation Person (Category2)
+ (void)initialize {
    NSLog(@"Person (Category2) + initialize");
}
@end

// TODO: -----------------  Student类，继承Person类  -----------------
@implementation Student
+ (void)initialize {
    NSLog(@"Student + initialize");
}
@end

// TODO: -----------------  Student (Category1)类  -----------------
@implementation Student (Category1)
+ (void)initialize {
    NSLog(@"Student (Category1) + initialize");
}
@end

// TODO: -----------------  Student (Category2)类  -----------------
@implementation Student (Category2)
+ (void)initialize {
    NSLog(@"Student (Category2) + initialize");
}
@end

// TODO: -----------------  Teacher类，继承Person类  -----------------
@implementation Teacher

@end

// TODO: -----------------  ViewController类  -----------------
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    
    [Teacher alloc];
    // objc_msgSend([Person class], @selector(alloc));
    // objc_msgSend([Teacher class], @selector(alloc));
    [Student alloc];
    // objc_msgSend([Person class], @selector(alloc));
    // objc_msgSend([Student class], @selector(alloc));
    [Person alloc];
    // objc_msgSend([Person class], @selector(alloc));
}

代码如上：

定义一个Person类、两个Person的分类，再定义Person的子类Student、两个Student的分类，然后分别实现initialize方法，最后定义Person的子类Teacher；不做任何操作，直接运行程序则没有打印。

接着放开[Teacher alloc];、[Student alloc];、[Person alloc];语句，运行程序打印结果：

// 打印结果
Demo[1234:567890] Person (Category2) + initialize
Demo[1234:567890] Person (Category2) + initialize
Demo[1234:567890] Student (Category2) + initialize

查看编译顺序：

编译顺序

通过以上代码分析即编译顺序可知：

第一句打印的是Person (Category2)类的initialize方法，代码执行的是[Teacher alloc];语句。
说明[Teacher alloc];语句会先调用父类Person的initialize方法；
第二句打印的是Person (Category2)类的initialize方法，代码执行的是[Student alloc];语句。
说明[Student alloc];语句会先调用父类Person的initialize方法；
第三句打印的是Student (Category2)类的initialize方法。
说明[Student alloc];语句会先调用父类Person的initialize方法，再调用自己Student的initialize方法；
第四句没有打印。
说明[Person alloc];语句调用自己的initialize方法时，前面已经初始化过了；说明每个类只会初始化一次。

2. `initialize`方法调用原理

通过以上案例分析可得：

initialize方法在类第一次接收消息时调用；

优先调用父类的initialize方法，再调用子类的initialize方法；
(先初始化父类，再初始化子类，每个类只初始化一次)
如果分类没有实现initialize方法，则会调用父类的initialize方法
如果分类实现了initialize方法，就会覆盖类本身的initialize方法

3. `initialize`方法调用顺序

根据OC源码进行分析，首先找到Runtime函数class_getClassMethod：

class_getClassMethod函数

然后通过class_getInstanceMethod读找到class_getInstanceMethod函数：

class_getInstanceMethod函数

然后通过lookUpImpOrNil读找到lookUpImpOrNil函数：

lookUpImpOrNil函数

然后通过lookUpImpOrForward读找到lookUpImpOrForward函数：

lookUpImpOrForward函数

源码显示：

传入的类需要初始化且没有初始化，进行初始化操作，否则跳过；

只有在第一次接收消息的时候调用initialize方法。

然后通过_class_initialize读找到_class_initialize函数：

_class_initialize函数

源码显示：

如果传入的类存在父类且父类没有初始化，那么先初始化父类；

然后再初始化自己，实现initialize方法。

4. Category中`load`方法、`initialize`方法比较：

Q: load方法、initialize方法的区别是什么？以及出现继承时两者之间的调用过程？

调用方式：

load是根据函数地址直接调用；

initialize是通过objc_msgSend调用。

调用时刻：

load 是Runtime加载类、分类的时候调用（只会调用一次）；

initialize是类第一次接收到消息的时候调用，每个类只会调用initialize一次（父类的initialize可能调用多次）。

调用顺序：

load

先调用类的load方法；
a> 按照编译的先后顺序调用；
b> 调用子类的load方法之前会先调用父类的load方法；

再调用分类的load方法。
a> 按照编译的先后顺序调用

initialize

先初始化父类；

再初始化子类（可能最终调用的是父类的initialize 方法）。

iOS底层原理 - 探寻Category本质之 initialize