iOS原理探索11--dyld是如何关联objc的

在上一篇文章iOS原理探索10-应用程序的加载流程
中,我们梳理了dyld的加载流程,应用程序的加载流程,本篇文章主要 来阐述一下dyld是如何关联objc的。在探索之前,我们首先找到libObjc中的_objc_init方法源码。

一、libObjc中的_objc_init方法源码
void _objc_init(void)
{
    static bool initialized = false;
    if (initialized) return;
    initialized = true;
    
    // fixme defer initialization until an objc-using image is found?
    //读取环境变量
    environ_init();
    //线程key的绑定
    tls_init();
    //运行c++静态构造函数,在dyld调用我们的静态析构函数之前,libc会调用_objc_init(),因此我们必须自己做
    static_init();
    //runtime运行时环境初始化,里面主要是unattachedCategories、allocatedClasses -- 分类初始化
    runtime_init();
//初始化libobjc的异常处理系统
    exception_init();
//缓存条件的初始化
    cache_init();
//启动回调机制,通常这不会做什么,因为所有的初始化都是惰性的,但是对于某些进程,我们会迫不及待地加载trampolines dylib
    _imp_implementationWithBlock_init();

    // 什么时候调用? images 镜像文件
    // map_images()
    // load_images()
    
    _dyld_objc_notify_register(& map_images, load_images, unmap_image);

#if __OBJC2__
    didCallDyldNotifyRegister = true;
#endif
}
1、 environ_init();:主要是读取环境变量;
2、 tls_init();:线程key的绑定,主要是本地线程池的绑定。
void tls_init(void)
{
#if SUPPORT_DIRECT_THREAD_KEYS//本地线程池,用来进行处理
    pthread_key_init_np(TLS_DIRECT_KEY, &_objc_pthread_destroyspecific);//初始init
#else
    _objc_pthread_key = tls_create(&_objc_pthread_destroyspecific);//析构
#endif
}
3、 static_init();:运行c++静态构造函数,在dyld调用我们的静态析构函数之前libc会调用_objc_init(),因此我们必须自己做。
/***********************************************************************
* static_init
* Run C++ static constructor functions.
* libc calls _objc_init() before dyld would call our static constructors, 
* so we have to do it ourselves.
**********************************************************************/
static void static_init()
{
    size_t count;
    auto inits = getLibobjcInitializers(&_mh_dylib_header, &count);
    for (size_t i = 0; i < count; i++) {
        inits[i]();
    }
}

4、 runtime_init();:runtime运行时环境初始化,里面主要是unattachedCategories、allocatedClasses -- 分类初始化
void runtime_init(void)
{
    objc::unattachedCategories.init(32);
    objc::allocatedClasses.init();
}

5、 exception_init();:主要是初始化libobjc的异常处理系统,注册异常处理的回调,从而监控异常的处理。
/***********************************************************************
* exception_init
* Initialize libobjc's exception handling system.
* Called by map_images().
**********************************************************************/
void exception_init(void)
{
    old_terminate = std::set_terminate(&_objc_terminate);
}
  • 当有crash(crash是指系统发生的不允许的一些指令,然后系统给的一些信号)发生时,会来到_objc_terminate方法,走到uncaught_handler扔出异常。
static void (*old_terminate)(void) = nil;
static void _objc_terminate(void)
{
    if (PrintExceptions) {
        _objc_inform("EXCEPTIONS: terminating");
    }

    if (! __cxa_current_exception_type()) {
        // No current exception.
        (*old_terminate)();
    }
    else {
        // There is a current exception. Check if it's an objc exception.
        @try {
            __cxa_rethrow();
        } @catch (id e) {
            // It's an objc object. Call Foundation's handler, if any.
            (*uncaught_handler)((id)e);
            (*old_terminate)();
        } @catch (...) {
            // It's not an objc object. Continue to C++ terminate.
            (*old_terminate)();
        }
    }
}
  • objc_setUncaughtExceptionHandler抛出异常的函数。fn为外界传入的函数。
objc_uncaught_exception_handler 
objc_setUncaughtExceptionHandler(objc_uncaught_exception_handler fn)
{
//    fn为设置的异常句柄 传入的函数,为外界给的
    objc_uncaught_exception_handler result = uncaught_handler;
    uncaught_handler = fn; //赋值
    return result;
}
6、 cache_init(); :初始化缓存
void cache_init()
{
#if HAVE_TASK_RESTARTABLE_RANGES
    mach_msg_type_number_t count = 0;
    kern_return_t kr;

    while (objc_restartableRanges[count].location) {
        count++;
    }
    //为当前任务注册一组可重新启动的缓存
    kr = task_restartable_ranges_register(mach_task_self(),
                                          objc_restartableRanges, count);
    if (kr == KERN_SUCCESS) return;
    _objc_fatal("task_restartable_ranges_register failed (result 0x%x: %s)",
                kr, mach_error_string(kr));
#endif // HAVE_TASK_RESTARTABLE_RANGES
}
7、 _imp_implementationWithBlock_init();:启动回调机制
void
_imp_implementationWithBlock_init(void)
{
#if TARGET_OS_OSX
    // Eagerly load libobjc-trampolines.dylib in certain processes. Some
    // programs (most notably QtWebEngineProcess used by older versions of
    // embedded Chromium) enable a highly restrictive sandbox profile which
    // blocks access to that dylib. If anything calls
    // imp_implementationWithBlock (as AppKit has started doing) then we'll
    // crash trying to load it. Loading it here sets it up before the sandbox
    // profile is enabled and blocks it.
    // 在某些进程中渴望加载libobjc-trampolines.dylib。一些程序(最著名的是嵌入式Chromium的较早版本使用的QtWebEngineProcess)启用了严格限制的沙箱配置文件,从而阻止了对该dylib的访问。如果有任何调用imp_implementationWithBlock的操作(如AppKit开始执行的操作),那么我们将在尝试加载它时崩溃。将其加载到此处可在启用沙箱配置文件之前对其进行设置并阻止它。
    // This fixes EA Origin (rdar://problem/50813789)
    // and Steam (rdar://problem/55286131)
    if (__progname &&
        (strcmp(__progname, "QtWebEngineProcess") == 0 ||
         strcmp(__progname, "Steam Helper") == 0)) {
        Trampolines.Initialize();
    }
#endif
}
8、 _dyld_objc_notify_register(& map_images, load_images, unmap_image);:这个方法的具体实现在iOS原理探索10-应用程序的加载流程有详细的讲述,它的源码实现是在dyld源码中,以下是_dyld_objc_notify_register方法的声明,主要是在运行时使用,来注册处理程序,以便于映射、取消映射以及初始化obj对象时候使用
void _dyld_objc_notify_register(_dyld_objc_notify_mapped    mapped,
                                _dyld_objc_notify_init      init,
                                _dyld_objc_notify_unmapped  unmapped);

map_images : dyldimage镜像加载进内存;
load_images : dyld初始化image镜像文件会触发该函数;
unmap_image: dyldimage镜像文件移除的时候触发该函数;

二、map_images函数
void _dyld_objc_notify_register(_dyld_objc_notify_mapped    mapped,
                                _dyld_objc_notify_init      init,
                                _dyld_objc_notify_unmapped  unmapped)
{
    dyld::registerObjCNotifiers(mapped, init, unmapped);
}


------------------------

void registerObjCNotifiers(_dyld_objc_notify_mapped mapped, _dyld_objc_notify_init init, _dyld_objc_notify_unmapped unmapped)
{
    // record functions to call
    sNotifyObjCMapped   = mapped;
    sNotifyObjCInit     = init;
    sNotifyObjCUnmapped = unmapped;
       ... 省略部分代码 ....
}
  • 根据sNotifyObjCMapped,在项目中查找调用的地方
    sNotifyObjCMapped被调用的方法
三、load_images同上,查找sNotifyObjCInit被调用的地方
sNotifyObjCInit被调用的函数位置

四、unmap_image,删除镜像,同上查找sNotifyObjCUnmapped在dyld调用位置
sNotifyObjCUnmapped被调用的函数位置

总结:dyld和obj的关系,在obj中dyld注册,相当于发送通知,在dyld中注册回调函数,相当于观察者,当触发回调的时候就会调用执行通知执行通知selector。

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