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之前做过App的启动优化，遇到了+load优化的问题，后来想一想除了initializers代替+load还有没有什么好的方法，然后就搜到了运用编译属性__attribute__优化，于是查找了很多文章，系统的整理了下__attribute__。本文大部分内容来自引用的文章，如果想看更多更详细内容可以查看引用文章。
__attribute__ 介绍
__attribute__是一个编译属性，用于向编译器描述特殊的标识、错误检查或高级优化。它是GNU C特色之一，系统中有许多地方使用到。__attribute__可以设置函数属性（Function Attribute ）、变量属性（Variable Attribute ）和类型属性（Type Attribute)等。
__attribute__ 格式
__attribute__((attribute-list))
__attribute__ 常用的编译属性及简单应用
format
这个属性指定一个函数比如printf，scanf作为参数，这使编译器能够根据代码中提供的参数检查格式字符串。对于追踪难以发现的错误非常有帮助。
format参数的使用如下：
format(archetype,string-index,first-to-check)
第一参数需要传递archetype指定是哪种风格,这里是 NSString；string-index指定传入函数的第几个参数是格式化字符串；first-to-check指定第一个可变参数所在的索引.
C中的使用方法
externintmy_printf(void*my_object,constchar*my_format,...)__attribute__((format(printf,2,3)));
在Objective-C 中通过使用__NSString__格式达到同样的效果，就像在NSString +stringWithFormat:和NSLog()里使用字符串格式一样
FOUNDATION_EXPORTvoidNSLog(NSString*format,...)NS_FORMAT_FUNCTION(1,2);+(instancetype)stringWithFormat:(NSString*)format,...NS_FORMAT_FUNCTION(1,2);
__attribute__((constructor))
确保此函数在 在main函数被调用之前调用，iOS中在+load之后main之前执行。
constructor和destructor会在ELF文件中添加两个段-.ctors和.dtors。当动态库或程序在加载时，会检查是否存在这两个段，如果存在执行对应的代码。
__attribute__((constructor))staticvoidbeforeMain(void){NSLog(@"beforeMain");}
__attribute__((constructor(101)))// 里面的数字越小优先级越高，1 ~ 100 为系统保留
__attribute__((destructor))
__attribute__((destructor))staticvoidafterMain(void){NSLog(@"afterMain");}
确保此函数在 在main函数被调用之后调
__attribute__((cleanup))
用于修饰一个变量，在它的作用域结束时可以自动执行一个指定的方法
关于这个Sunny在黑魔法__attribute__((cleanup))中讲的很好很细，建议看看。
iOS中的应用
既然__attribute__((cleanup(...)))可以用来修饰变量，所以也可以用来修饰block
// void(^block)(void)的指针是void(^*block)(void)staticvoidblockCleanUp(__strongvoid(^*block)(void)){(*block)();}
这里不得不提万能的Reactive Cocoa中神奇的@onExit方法，其实正是上面的写法，简单定义个宏：
#defineonExit\__strongvoid(^block)(void)__attribute__((cleanup(blockCleanUp),unused))=^
这样的写法可以将成对出现的代码写在一起，比如说一个lock，用了onExit之后，代码更集中了：
NSRecursiveLock*aLock=[[NSRecursiveLock alloc]init];[aLock lock];onExit{[aLock unlock];};
当我看到这段代码的时候第一个想到就是Swift中defer关键字
lock.lock();defer{lock.unlock()}
used
used的作用是告诉编译器，我声明的这个符号是需要保留的。被used修饰以后，意味着即使函数没有被引用，在Release下也不会被优化。如果不加这个修饰，那么Release环境链接器会去掉没有被引用的段。gun的官方文档
This attribute, attached to a variable with static storage, means that the variable must be emitted even if it appears that the variable is not referenced.
When applied to a static data member of a C++ class template, the attribute also means that the member is instantiated if the class itself is instantiated.
iOS中的运用，BeeHive中的一段代码。
#defineBeeHiveDATA(sectname) __attribute((used, section("__DATA,"#sectname" ")))
nonnull
这个属性指定函数的的某些参数不能是空指针
externvoid*my_memcpy(void*dest,constvoid*src,size_t len)__attribute__((nonnull(1,2)));
iOS中的应用
-(int)addNum1:(int*)num1 num2:(int*)num2__attribute__((nonnull(1,2))){//1,2表示第一个和第二个参数不能为空return*num1+*num2;}-(NSString*)getHost:(NSURL*)url__attribute__((nonnull(1))){//第一个参数不能为空returnurl.host;}
objc_runtime_name
用于@interface或@protocol，将类或协议的名字在编译时指定成另一个
__attribute__((objc_runtime_name("<#OtherClassName#>")))
iOS中的应用
__attribute__((objc_runtime_name("OtherTest")))@interfaceTest:NSObject@endNSLog(@"%@",NSStringFromClass([Test class]));// "OtherTest"
这个属性可以用来做代码混淆
noreturn
几个标注库函数，例如abort exit，没有返回值。GCC能够自动识别这种情况。noreturn属性指定像这样的任何不需要返回值的函数。当遇到类似函数还未运行到return语句就需要退出来的情况，该属性可以避免出现错误信息。
iOS中的运用
AFNetworking库为它的网络请求显示入口函数使用了该属性。这个在生成一个专用的线程时使用，保证分离的线程能在应用的整个生命周期继续执行
+(void)__attribute__((noreturn))networkRequestThreadEntryPoint:(id)__unused object{do{@autoreleasepool{[[NSRunLoop currentRunLoop]run];}}while(YES);}
noinline & always_inline
内联函数:内联函数从源代码层看，有函数的结构，而在编译后，却不具备函数的性质。内联函数不是在调用时发生控制转移，而是在编译时将函数体嵌入在每一个调用处。编译时，类似宏替换，使用函数体替换调用处的函数名。一般在代码中用inline修饰，但是能否形成内联函数，需要看编译器对该函数定义的具体处理
noinline不内联
always_inline总是内联
这两个都是用在函数上
内联的本质是用代码块直接替换掉函数调用处,好处是:快代码的执行，减少系统开销.适用场景:
这个函数更小
这个函数不被经常调用
voidtest(inta)__attribute__((always_inline));
这个在Swift有类似用法
extensionNSLock{@inline(__always)funcexecuteWithLock(_block:()->Void){lock()block()unlock()}}
warn_unused_result
当函数或者方法的返回值很重要时，要求调用者必须检查或者使用返回值，否则编译器会发出警告提示。
-(BOOL)availiable__attribute__((warn_unused_result)){return10;}
在Swift中应该是几乎所有方法都是warn_unused_result，可以通过@discardableResult去掉警告提示。
Clang特有的
就像GCC的许多特性一样，Clang支持__attribute__，而且添加了一些自己的小扩展。为了检查一个特殊属性的可用性，你可以使用__has_attribute指令。
availability
Clang引入了可用性属性，这个属性可以在声明中描述跟系统版本有关的生命周期。例如：
官方例子
-(CGSize)sizeWithFont:(UIFont*)fontNS_DEPRECATED_IOS(2_0,7_0,"Use -sizeWithAttributes:")__TVOS_PROHIBITED;//来看一下 后边的宏#defineNS_DEPRECATED_IOS(_iosIntro, _iosDep, ...) CF_DEPRECATED_IOS(_iosIntro, _iosDep, __VA_ARGS__)defineCF_DEPRECATED_IOS(_iosIntro,_iosDep,...)__attribute__((availability(ios,introduced=_iosIntro,deprecated=_iosDep,message=""__VA_ARGS__)))//宏展开以后如下__attribute__((availability(ios,introduced=2_0,deprecated=7_0,message=""__VA_ARGS__)));//ios即是iOS平台//introduced 从哪个版本开始使用//deprecated 从哪个版本开始弃用//message 警告的消息
introduced: 声明被引入的第一个版本信息。
deprecated: 第一次不建议使用的版本，意味着使用者应该移除这个方法的使用。
obsoleted: 第一次被废弃的版本，意味着已经被移除，不能够使用了。
unavailable: 意味着这个平台不支持使用。
message: 当Clang发出一些关于废弃或不建议使用的警告时的文本。用于引导使用者不要使用改接口了。
支持的平台有：
ios: 苹果的iOS操作系统。最小部署目标平台版本是通过-mios-version-min=*version*或-miphoneos-version-min=*version*命令行指定的。
macosx: 苹果的OS X操作系统。最小部署目标平台版本是通过-mmacosx-version-min=*version*命令行指定的。
//如果经常用,建议定义成类似系统的宏-(void)oldMethod:(NSString*)string__attribute__((availability(ios,introduced=2_0,deprecated=7_0,message="用 -newMethod: 这个方法替代 "))){NSLog(@"我是旧方法,不要调我");}-(void)newMethod:(NSString*)string{NSLog(@"我是新方法");}
在swift中也有类似的用法
@available(iOS6.0,*)publicvarminimumScaleFactor:CGFloat// default is 0.0
unavailable
告诉编译器该方法不可用，如果强行调用编译器会提示错误。比如某个类在构造的时候不想直接通过init来初始化，只能通过特定的初始化方法()比如单例，就可以将init方法标记为unavailable。
//系统的宏,可以直接拿来用#defineUNAVAILABLE_ATTRIBUTE __attribute__((unavailable))#defineNS_UNAVAILABLE UNAVAILABLE_ATTRIBUTE
@interfacePerson:NSObject@property(nonatomic,copy)NSString*name;@property(nonatomic,assign)NSUInteger age;-(instancetype)init NS_UNAVAILABLE;-(instancetype)initWithName:(NSString*)name age:(NSUInteger)age;@end
实际上unavailable后面可以跟参数,显示一些信息,如:
//系统的#defineNS_AUTOMATED_REFCOUNT_UNAVAILABLE __attribute__((unavailable("not available in automatic reference counting mode")))
overloadable
Clang在C中提供对C++标准函数重载的支持。函数重载在C中是通过overloadable属性引入的。例如：你可以重载tgsin函数，写出sin函数在入参不同时的不同版本。用于c语言函数,可以定义若干个函数名相同，但参数不同的方法，调用时编译器会自动根据参数选择函数原型。
__attribute__((overloadable))voidprint(NSString*string){NSLog(@"%@",string);}__attribute__((overloadable))voidprint(intnum){NSLog(@"%d",num);}
__attribute__ 在iOS开发中的复杂应用
说了这么多重点来了，那么这些属性在iOS上有哪些奇妙的运用呢？有些比较简单的运用在介绍属性的时候就说了，这里主要讲一些比较复杂的运用。
Swift没有+load方法的替代带方案
staticvoid__attribute__((constructor))Initer(){Class class=NSClassFromString(@"AnnotationDemo.MyInitThingy");SEL selector=NSSelectorFromString(@"appWillLaunch:");NSNotificationCenter*center=[NSNotificationCenter defaultCenter];[center addObserver:class selector:selector name:UIApplicationDidFinishLaunchingNotification object:nil];}
classMyInitThingy:NSObject{@objcstaticfuncappWillLaunch(_:Notification){print("App Will Launch")}}
BeeHive模块注册
模块注册有三种方式：Annotation方式注册、读取本地plist方式注册、Load方法注册。
首先把数据放在可执行文件的自定义数据段
// 通过BeeHiveMod宏进行Annotation标记#ifndefBeehiveModSectName#defineBeehiveModSectName "BeehiveMods"#endif#ifndefBeehiveServiceSectName#defineBeehiveServiceSectName "BeehiveServices"#endif#defineBeeHiveDATA(sectname) __attribute((used, section("__DATA,"#sectname" ")))// 这里我们就把数据存在data数据段里面的"BeehiveMods"段中#defineBeeHiveMod(name) \class BeeHive; char * k##name##_mod BeeHiveDATA(BeehiveMods) = ""#name"";#defineBeeHiveService(servicename,impl) \class BeeHive; char * k##servicename##_service BeeHiveDATA(BeehiveServices) = "{ \""#servicename"\" : \""#impl"\"}";@interfaceBHAnnotation:NSObject@end
从Mach-O section中读取数据
SArray<NSString*>*BHReadConfiguration(char*sectionName,conststructmach_header*mhp);staticvoiddyld_callback(conststructmach_header*mhp,intptr_t vmaddr_slide){NSArray*mods=BHReadConfiguration(BeehiveModSectName,mhp);for(NSString*modNameinmods){Class cls;if(modName){cls=NSClassFromString(modName);if(cls){[[BHModuleManager sharedManager]registerDynamicModule:cls];}}}//register servicesNSArray<NSString*>*services=BHReadConfiguration(BeehiveServiceSectName,mhp);for(NSString*mapinservices){NSData*jsonData=[map dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];NSError*error=nil;id json=[NSJSONSerialization JSONObjectWithData:jsonData options:0error:&error];if(!error){if([json isKindOfClass:[NSDictionary class]]&&[json allKeys].count){NSString*protocol=[json allKeys][0];NSString*clsName=[json allValues][0];if(protocol&&clsName){[[BHServiceManager sharedManager]registerService:NSProtocolFromString(protocol)implClass:NSClassFromString(clsName)];}}}}}__attribute__((constructor))voidinitProphet(){_dyld_register_func_for_add_image(dyld_callback);}NSArray<NSString*>*BHReadConfiguration(char*sectionName,conststructmach_header*mhp){NSMutableArray*configs=[NSMutableArray array];unsignedlongsize=0;#ifndef__LP64__uintptr_t*memory=(uintptr_t*)getsectiondata(mhp,SEG_DATA,sectionName,&size);#elseconststructmach_header_64*mhp64=(conststructmach_header_64*)mhp;uintptr_t*memory=(uintptr_t*)getsectiondata(mhp64,SEG_DATA,sectionName,&size);#endifunsignedlongcounter=size/sizeof(void*);for(intidx=0;idx<counter;++idx){char*string=(char*)memory[idx];NSString*str=[NSString stringWithUTF8String:string];if(!str)continue;BHLog(@"config = %@",str);if(str)[configs addObject:str];}returnconfigs;}@implementationBHAnnotation@end
__attribute__((constructor))就是保证在main之前读取所有注册信息。
使用
@BeeHiveMod(ShopModule)@interfaceShopModule()<BHModuleProtocol>@end@implementationShopModule
延迟 premain code
把+load等main函数之前的代码移植到了main函数之后。是探一种延迟 premain code 的方法这篇文章提出的，我还没有尝试过。
原理是把函数地址放到QWLoadable段中，然后主程序在启动时获取QWLoadable的内容，并逐个调用。
库的地址LoadableMacro
作者测试下来，100个函数地址的读取，在iPhone5的设备上读取不到1ms。新增了这不到1ms的耗时（这1ms也是可审计的），带来了所有启动阶段行为的可审计，以及最重要的Patch能力。
msgSend observe
这个来自于质量监控-卡顿检测这篇文章
OC方法的调用最终转换成msgSend的调用执行，通过在函数前后插入自定义的函数调用，维护一个函数栈结构可以获取每一个OC方法的调用耗时，以此进行性能分析与优化：
#definesave() \__asm volatile ( \ "stp x8, x9, [sp, #-16]!\n" \ "stp x6, x7, [sp, #-16]!\n" \ "stp x4, x5, [sp, #-16]!\n" \ "stp x2, x3, [sp, #-16]!\n" \ "stp x0, x1, [sp, #-16]!\n");#defineresume() \__asm volatile ( \ "ldp x0, x1, [sp], #16\n" \ "ldp x2, x3, [sp], #16\n" \ "ldp x4, x5, [sp], #16\n" \ "ldp x6, x7, [sp], #16\n" \ "ldp x8, x9, [sp], #16\n" );#definecall(b, value) \ __asm volatile ("stp x8, x9, [sp, #-16]!\n"); \ __asm volatile ("mov x12, %0\n" :: "r"(value)); \ __asm volatile ("ldp x8, x9, [sp], #16\n"); \ __asm volatile (#b " x12\n");__attribute__((__naked__))staticvoidhook_Objc_msgSend(){save()__asmvolatile("mov x2, lr\n");__asmvolatile("mov x3, x4\n");call(blr,&push_msgSend)resume()call(blr,orig_objc_msgSend)save()call(blr,&pop_msgSend)__asmvolatile("mov lr, x0\n");resume()__asmvolatile("ret\n");}
everettjf同样封装了一个库FishhookObjcMsgSend
参考文章
探索 facebook iOS 客户端 - section FBInjectable
Specifying Attributes of Variables
Declaring Attributes of Functions
