应用程序加载

我们知道main函数作为app的启动入口到didFinishLaunchingWithOptions函数可视为用户侧的启动完毕,但在main函数之前,系统也做了一些事情。本期我们来梳理一下app冷启动的关键流程和加载顺序。在梳理前我们先回顾下几个理论知识点:

1、动态库dylib:UIKit,Foundation,libSystem等系统的库都是动态库。动态库不会参与编译,在运行时才会被加入。动态库以共享库的实例存在,因此比起静态库,动态库更节省内存,也减小了包的体积;

2、dyld:Dynamic Link Editor 动态连接器。app启动后  就会交给dyld动态链接器来处理,它来管理各个库的加载,初始化,实例化等。它会主动进行链接各个文件;

3、images:镜像,这里指动静态库、bundle资源文件、可执行文件等;

4、 dyld shared cache:动态库共享缓存,为了节省空间和提升性能(节省解析处理符号的时间),dyld使用动态库共享缓存,当加载一个Mach-O文件时,dyld首先检查共享缓存里是否已存在,如果存在就直接取出,这样也优化了app的启动时间;

我们的demo在main函数和controller的load函数里加入断点,run起来后

首先进入load函数

通过调试我们可以知道load函数早于main函数。从调用栈看出_dyld_start 是起点。(dyld可以从开源代码里下载一份)

1、_dyld_start

2、dyld::_main

    ①、环境变量配置 (读取info, sim iOS tvOS watchOS等平台信息,crash log绑定,版本信息等等)

    ②、共享缓存UIKit等

    ③、主程序的初始化得到对象 ,将主程序架子搭好 

    ④、加入动态库

    ⑤、链接主程序

    ⑥、链接动态库

    ⑦、main函数,initializeMainExecutable初始化方法,libsystem,_objc_init libdispatch等

    ⑧、ImageLoader::runInitializers

    ⑨、ImageLoader::processInitializers

    ⑩、ImageLoader::recursiveInitialization进行递归实例化,库里可能会有内嵌库,也存在多表,所以需要递归处理。然后进入doInitialization-->doImageInit,在这些image初始化前,必须先初始化libSystem_initializer。初始化里做了些什么?在苹果提供的open source里找到了Libsystem的源码:

Libsystem里的libSystem_initializer函数

libSystem_initializer函数里对平台,内核,malloc,线程pthead,gcd,dyld等进行了初始化。在170行libdispatch_init函数会调用到另一个动态库libdispatch里

libdispatch_init函数

在libdispatch_init函数的6965行调用_os_object_init函数。

_os_object_init函数

_os_object_init函数调用_objc_init。

_objc_init函数

_objc_init函数在libobjc.A.dylib(runtime)中,在928行中dyld调用了通知,这个通知会调用回到dyld中(在ImageLoader::recursiveInitialization函数中就已经实现了这个函数)。

recursiveInitialization调用到notifySingle
对sNotifyObjCInit进行赋值

到此我们找到了从dyld_start到_objc_init又回到dyld的调用栈和源码。

小结:在分析调用栈中,dyld::_main函数里的doInitialization函数里,会调用到三个动态库,分别是Libsystem(libSystem_initializer函数),libdispatch(libdispatch_init函数),libobjc.A.dylib(_objc_init函数),最后回到dyld中形成了闭环。

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registerObjCNotifiers函数

_dyld_objc_notify_register函数调用registerObjCNotifiers

_dyld_objc_notify_register函数在objc里被_objc_init调用

给_objc_init打上断点后,可以看出_objc_init是被libsystem调用

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