懒惰的 initialize 方法
来源:互联网 发布:手机贴纸淘宝 编辑:程序博客网 时间:2024/05/01 03:42
因为 ObjC 的 runtime 只能在 Mac OS 下才能编译,所以文章中的代码都是在 Mac OS,也就是
x86_64
架构下运行的,对于在 arm64 中运行的代码会特别说明。
写在前面
这篇文章可能是对 Objective-C 源代码解析系列文章中最短的一篇了,在 Objective-C 中,我们总是会同时想到 load
、initialize
这两个类方法。而这两个方法也经常在一起比较:
在上一篇介绍 load
方法的文章中,已经对 load
方法的调用时机、调用顺序进行了详细地分析,所以对于 load
方法,这里就不在赘述了。
这篇文章会假设你知道:假设你是 iOS 开发者。
本文会主要介绍:
initialize
方法的调用为什么是惰性的- 这货能干啥
initialize 的调用栈
在分析其调用栈之前,首先来解释一下,什么是惰性的。
这是 main.m
文件中的代码:
#import <Foundation/Foundation.h>@interface XXObject : NSObject @end@implementation XXObject+ (void)initialize { NSLog(@"XXObject initialize");}@endint main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { } return 0;}
主函数中的代码为空,如果我们运行这个程序:
你会发现与 load
方法不同的是,虽然我们在 initialize
方法中调用了 NSLog
。但是程序运行之后没有任何输出。
如果,我们在自动释放池中加入以下代码:
int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { __unused XXObject *object = [[XXObject alloc] init]; } return 0;}
再运行程序:
你会发现,虽然我们没有直接调用 initialize
方法。但是,这里也打印出了 XXObject initialize
字符串。
initialize
只会在对应类的方法第一次被调用时,才会调用。
我们在 initialize
方法中打一个断点,来查看这个方法的调用栈:
0 +[XXObject initialize] 1 _class_initialize 2 lookUpImpOrForward 3 _class_lookupMethodAndLoadCache3 4 objc_msgSend 5 main 6 start
直接来看调用栈中的 lookUpImpOrForward
方法,lookUpImpOrForward
方法只会在向对象发送消息,并且在类的缓存中没有找到消息的选择子时才会调用,具体可以看这篇文章,从源代码看 ObjC 中消息的发送。
在这里,我们知道 lookUpImpOrForward
方法是 objc_msgSend
触发的就够了。
在 lldb 中输入 p sel
打印选择子,会发现当前调用的方法是 alloc
方法,也就是说,initialize
方法是在 alloc
方法之前调用的,alloc
的调用导致了前者的执行。
其中,使用 if (initialize && !cls->isInitialized())
来判断当前类是否初始化过:
bool isInitialized() { return getMeta()->data()->flags & RW_INITIALIZED;}
当前类是否初始化过的信息就保存在元类的
class_rw_t
结构体中的flags
中。
这是 flags
中保存的信息,它记录着跟当前类的元数据,其中第 16-31 位有如下的作用:
flags
的第 29 位 RW_INITIALIZED
就保存了当前类是否初始化过的信息。
_class_initialize 方法
在 initialize
的调用栈中,直接调用其方法的是下面的这个 C 语言函数:
void _class_initialize(Class cls) { Class supercls; BOOL reallyInitialize = NO; // 1. 强制父类先调用 initialize 方法 supercls = cls->superclass; if (supercls && !supercls->isInitialized()) { _class_initialize(supercls); } { // 2. 通过加锁来设置 RW_INITIALIZING 标志位 monitor_locker_t lock(classInitLock); if (!cls->isInitialized() && !cls->isInitializing()) { cls->setInitializing(); reallyInitialize = YES; } } if (reallyInitialize) { // 3. 成功设置标志位,向当前类发送 +initialize 消息 _setThisThreadIsInitializingClass(cls); ((void(*)(Class, SEL))objc_msgSend)(cls, SEL_initialize); // 4. 完成初始化,如果父类已经初始化完成,设置 RW_INITIALIZED 标志位, // 否则,在父类初始化完成之后再设置标志位。 monitor_locker_t lock(classInitLock); if (!supercls || supercls->isInitialized()) { _finishInitializing(cls, supercls); } else { _finishInitializingAfter(cls, supercls); } return; } else if (cls->isInitializing()) { // 5. 当前线程正在初始化当前类,直接返回,否则,会等待其它线程初始化结束后,再返回 if (_thisThreadIsInitializingClass(cls)) { return; } else { monitor_locker_t lock(classInitLock); while (!cls->isInitialized()) { classInitLock.wait(); } return; } } else if (cls->isInitialized()) { // 6. 初始化成功后,直接返回 return; } else { _objc_fatal("thread-safe class init in objc runtime is buggy!"); }}
方法的主要作用自然是向未初始化的类发送 +initialize
消息,不过会强制父类先发送 +initialize
。
强制未初始化过的父类调用
initialize
方法if (supercls && !supercls->isInitialized()) { _class_initialize(supercls);}
通过加锁来设置
RW_INITIALIZING
标志位monitor_locker_t lock(classInitLock);if (!cls->isInitialized() && !cls->isInitializing()) { cls->setInitializing(); reallyInitialize = YES;}
成功设置标志位、向当前类发送
+initialize
消息objectivec((void(*)(Class, SEL))objc_msgSend)(cls, SEL_initialize);
完成初始化,如果父类已经初始化完成,设置
RW_INITIALIZED
标志位。否则,在父类初始化完成之后再设置标志位monitor_locker_t lock(classInitLock);if (!supercls || supercls->isInitialized()) { _finishInitializing(cls, supercls);} else { _finishInitializingAfter(cls, supercls);}
如果当前线程正在初始化当前类,直接返回,否则,会等待其它线程初始化结束后,再返回,保证线程安全
if (_thisThreadIsInitializingClass(cls)) { return;} else { monitor_locker_t lock(classInitLock); while (!cls->isInitialized()) { classInitLock.wait(); } return;}
初始化成功后,直接返回
return;
管理初始化队列
因为我们始终要保证父类的初始化方法要在子类之前调用,所以我们需要维护一个 PendingInitializeMap
的数据结构来存储当前的类初始化需要哪个父类先初始化完成。
这个数据结构中的信息会被两个方法改变:
if (!supercls || supercls->isInitialized()) { _finishInitializing(cls, supercls);} else { _finishInitializingAfter(cls, supercls);}
分别是 _finishInitializing
以及 _finishInitializingAfter
,先来看一下后者是怎么实现的,也就是在父类没有完成初始化的时候调用的方法:
static void _finishInitializingAfter(Class cls, Class supercls) { PendingInitialize *pending; pending = (PendingInitialize *)malloc(sizeof(*pending)); pending->subclass = cls; pending->next = (PendingInitialize *)NXMapGet(pendingInitializeMap, supercls); NXMapInsert(pendingInitializeMap, supercls, pending);}
因为当前类的父类没有初始化,所以会将子类加入一个数据结构 PendingInitialize
中,这个数据结构其实就类似于一个保存子类的链表。这个链表会以父类为键存储到 pendingInitializeMap
中。
NXMapInsert(pendingInitializeMap, supercls, pending);
而在父类已经调用了初始化方法的情况下,对应方法 _finishInitializing
的实现就稍微有些复杂了:
static void _finishInitializing(Class cls, Class supercls) { PendingInitialize *pending; cls->setInitialized(); if (!pendingInitializeMap) return; pending = (PendingInitialize *)NXMapGet(pendingInitializeMap, cls); if (!pending) return; NXMapRemove(pendingInitializeMap, cls); while (pending) { PendingInitialize *next = pending->next; if (pending->subclass) _finishInitializing(pending->subclass, cls); free(pending); pending = next; }}
首先,由于父类已经完成了初始化,在这里直接将当前类标记成已经初始化,然后递归地将被当前类 block 的子类标记为已初始化,再把这些当类移除 pendingInitializeMap
。
小结
到这里,我们对 initialize
方法的研究基本上已经结束了,这里会总结一下关于其方法的特性:
initialize
的调用是惰性的,它会在第一次调用当前类的方法时被调用- 与
load
不同,initialize
方法调用时,所有的类都已经加载到了内存中 initialize
的运行是线程安全的- 子类会继承父类的
initialize
方法
而其作用也非常局限,一般我们只会在 initialize
方法中进行一些常量的初始化。
参考资料
- What is a meta-class in Objective-C?
- NSObject +load and +initialize - What do they do?
关注仓库,及时获得更新:iOS-Source-Code-Analyze
- 懒惰的 initialize 方法
- 懒惰的initialize 方法
- 模仿懒惰加载的图片加载方法
- initialize方法与load方法的区别
- load方法和initialize方法的理解
- Objective-C的Initialize初始化方法研究
- Objective-C的Initialize初始化方法研究
- Objective-C的Initialize初始化方法研究
- Objective-C的Initialize初始化方法研究
- Objective-C的Initialize初始化方法研究
- Objective-C的Initialize初始化方法研究
- Objective-C的Initialize初始化方法研究
- Objective-C的Initialize初始化方法研究
- NSObject的load和initialize方法
- Objective-C的Initialize初始化方法
- NSObject的load和initialize方法
- NSObject的load和initialize方法
- NSObject的load和initialize方法
- 构建有效的单元测试
- SpringMVC 模拟 PUT 提交和 DELETE 方式的提交
- Android数据篇(二)
- 用一个小例子,来分析nodejs的异步调用的顺序
- 自己动手制作ROM(CM11 for Samsung Galaxy I9100G)
- 懒惰的 initialize 方法
- windows网络编程常用
- 三维计算几何模版
- Prototype使用Form.Element操作表单控件
- Android官方文档之App Components(Tasks and Back Stack)
- 手把手教你反编译别人的app
- BL0,BL1,BL2是什么?
- Javaweb中最简单的文件上传
- hdu 2084 数塔