iOS底层原理 - 探寻Category本质 之 load

面试题引发的思考:

Q: Category中load方法是什么时候调用的?load方法能继承吗?

  • load方法在Runtime加载类、分类的时候调用;
    即程序启动的时候就调用各个类的load方法;
  • load方法可以继承,但是一般情况下不会主动去调用load方法,都是让系统自动调用。

1. Category中load方法

// TODO: -----------------  Person类  -----------------
@interface Person : NSObject
+ (void)test;
@end

@implementation Person
+ (void)load {
    NSLog(@"Person + load");
}
+ (void)test {
    NSLog(@"Person + test");
}
@end

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

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

// TODO: -----------------  ViewController类  -----------------
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    
    // [Person test];
}

// 打印结果
Demo[1234:567890] Person + load
Demo[1234:567890] Person (Category1) + load
Demo[1234:567890] Person (Category2) + load

代码如上:

定义一个Person类、定义两个Person的分类,然后分别实现load方法、test方法,不做任何操作,直接运行程序得出打印结果。

发现类和分类的load方法被调用,这是因为:load方法在Runtime加载类、分类的时候调用

接着放开[Person test]语句,调用test方法,运行程序打印结果:

// 打印结果
Demo[1234:567890] Person + load
Demo[1234:567890] Person (Category1) + load
Demo[1234:567890] Person (Category2) + load
Demo[1234:567890] Person (Category2) + test

查看编译顺序:

编译顺序

iOS底层原理 - 探寻Category本质(一)可知:

分类重写类的方法会优先调用,类的方法存在最后的内存中,所以调用顺序优先按照分类的编译顺序逆序排列

结论跟打印结果一致。


2. load方法调用原理

接下来根据OC源码进行分析,首先找到Runtime初始化函数_objc_init

Runtime初始化函数

然后通过load_images读取模块找到load_images函数:

load_images函数

然后通过call_load_methods读找到call_load_methods函数:

call_load_methods函数

源码显示:

优先调用类的load方法,再调用分类的load方法。

然后通过call_class_loads找到call_class_loads函数:

call_class_loads函数

源码显示:

call_class_loads函数直接取出类里面的方法,返回方法的地址,通过地址直接调用load方法。

同理通过call_category_loads找到call_category_loads函数:

call_category_loads函数

源码显示:

  • call_category_loads函数直接取出分类里面的方法,返回方法的地址,通过地址直接调用load方法;
  • 分类中load方法的调用顺序是按照编译顺序正序调用的。

Q: test方法调用方式与load方法调用方式有何不同?

  • load方法调用方式是通过 地址 直接调用;
  • test方法调用方式是通过 消息发送机制 进行调用。

3. load方法调用顺序

以上分析可知:

load_images函数在执行call_load_methods();语句之前,有一个prepare_load_methods函数为load函数处理:

load_images函数

然后通过prepare_load_methods找到prepare_load_methods函数:

prepare_load_methods函数

优先对类进行处理,分类直接按顺序存储。

然后通过schedule_class_load找到schedule_class_load函数,看看需要对类做什么样的处理:

schedule_class_load函数

首先对schedule_class_load函数进行递归操作,先获取父类存储,然后获取子类存储。

通过以上分析可知:

load方法的调用原理:

  • load方法会在Runtime加载类、分类时调用;
  • 每个类、分类的load方法在程序运行过程中只调用一次。

load方法的调用顺序:

  • 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。

接下来通过代码验证一下:

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

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

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

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

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

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

// TODO: -----------------  Animal类,独立的类  -----------------
@implementation Animal
+ (void)load {
    NSLog(@"Animal + load");
}
@end
编译顺序

分析以上:

  1. 首先调用类的load方法,按照编译的先后顺序调用,则先调用的是Student类,但是调用子类的load方法之前会先调用父类的load方法,所以先调用Person类,再调用Student类,最后调用Animal类;

  2. 再调用分类的load方法,按照编译的先后顺序调用,所以调用顺序为:Student (Category1)Student (Category2)Person (Category1)Person (Category2)

打印结果如下:

// 打印结果
Demo[1234:567890] Person + load
Demo[1234:567890] Student + load
Demo[1234:567890] Animal + load
Demo[1234:567890] Student (Category1) + load
Demo[1234:567890] Student (Category2) + load
Demo[1234:567890] Person (Category1) + load
Demo[1234:567890] Person (Category2) + load

打印结果与分析结果一致,结论可证。

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