OC底层原理 学习大纲
上一节，我们了解了dyld和objc的关联，但是 map_images是如何将镜像从macho中映射到内存的呢？
本节内容：
-
_read_images结构分析 - 类的加载（上）
2.1readClass读取类
2.2realizeClassWithoutSwift实现类
2.3methodizeClass整理类 -
懒加载和非懒加载的区别
准备工作:
- 可编译的
objc4-781源码: https://www.jianshu.com/p/45dc31d91000dyld-750.6: https://opensource.apple.com/tarballs/dyld/
1. _read_images结构分析
打开objc4源码，找到_objc_init， 进入map_images：
void _objc_init(void)
{
... ...
// 注册
_dyld_objc_notify_register(&map_images, load_images, unmap_image);
}
// 进入map_images
void
map_images(unsigned count, const char * const paths[],
const struct mach_header * const mhdrs[])
{
mutex_locker_t lock(runtimeLock);
return map_images_nolock(count, paths, mhdrs);
}
- 进入
map_images_nolock，找到核心代码_read_images读取镜像:
以下是_read_images源码结构：
- 条件控制进行一次的加载
- 修复预编译阶段的@selector的混乱问题
- 类处理
- 修复重映射一些没被镜像文件加载进来的类
- 修复一些消息
- 当类中有协议时：readProtocol
- 修复没被加载的协议
- 分类处理
- 实现非懒加载类
- 没被处理的类（优化哪些被侵犯的类）
这里内容较多，我们先抓重点：macho读取到内存，最重要的是类信息的读取。
- 我们发现首先对
类进行操作的是第3步 类处理。主要函数是readClass类的读取:
我们进入readClass，详细了解内部功能
2. 类的加载（上）
- 先加上
测试代码，使用自定义HTPerson类，便于定位和验证：
@interface HTPerson : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *ht_name;
@property (nonatomic, assign) int ht_age;
- (void)ht_func1;
- (void)ht_func3;
- (void)ht_func2;
+ (void)ht_classFunc;
@end
@implementation HTPerson
- (void)ht_func1 { NSLog(@"%s",__func__); };
- (void)ht_func3 { NSLog(@"%s",__func__); };
- (void)ht_func2 { NSLog(@"%s",__func__); };
+ (void)ht_classFunc { NSLog(@"%s",__func__); };
@end
2.1 readClass 读取类
小技巧：
- 源码中
加入类的判断语句，精准定位来分析自己的类。
- 在
readClass函数内加入识别HTPerson的测试代码，在测试代码区域加入断点(下图仅在3196行加入断点)，运行代码：
- 代码进入断点，确认是
HTPerson类后，我们加断点运行(上图3227、3241行)，发现没进入类的读取和加载区域。
我们单步执行，查看具体流程：
- 发现进入了
addNamedClass函数。
参数
mangledName是当前类名：
已实现的类，从内存读取；未实现的类，从machO读取
image.png
- 进入
addNamedClass函数：
发现主要是将
类名插入类表中，NXMapInsert内部有关于类名哈希、表扩容、插入算法等细节介绍。此处不做拓展。我们返回上一步，查看下一个
addClassTableEntry函数：
细节：
- 此处会将
本类和元类都注册到类表中
- 当前类表中的本类和元类，都只有
名字、地址，数据还没写入
- 我们发现
第3步 类处理 readClass内部并没有完成类的加载,仅仅将类名和类地址记录到类表中。
返回_read_images中，继续寻找与类相关的步骤，发现第9步 实现非懒加载类和第10步 没被处理的类（优化哪些被侵犯的类）都调用了realizeClassWithoutSwift函数，对类进行实现。
2.2 realizeClassWithoutSwift 实现类
我们在_read_images函数的第9步和第10步分别加上测试代码：
const char * mangledName = cls->mangledName();
const char * HTPersonName = "HTPerson";
if (strcmp(mangledName, HTPersonName) == 0) {
printf("resolvedFutureClasses: 精准定位 %s \n", HTPersonName);
}
然而，尴尬的是... 都没有执行到
(倔强的我，HTPerson类进入_read_images后，单步断点一步步的测试，确实发现HTPerson类没有实现)
思考： 此处是
app启动前，dyld调用_objc_init，执行map_images，发现自定义的HTPerson类没有加载
- 如果你在开发中用过
lazy懒加载，就应该能联想到苹果的设计机制。没错，此处也是懒加载模式。- 当类
没被调用时，我们只会存储类名、类地址- 真正
被调用时，会检查是否实现，未实现就会触发实现。
是否是懒加载类，关键在于是否实现了+load方法。 （没实现+load方法是懒加载类，实现了就是非懒加载类）
- 我们在
HTperson类的测试代码中加入+load的实现：
+ (void)load { NSLog(@"%s",__func__); };
再次运行代码，按照上述流程，发现精准定位到了【9.实现非懒加载类】：
- 进入
realizeClassWithoutSwift内部：
Q：赋值后bits为何为空？
image.png
所以此刻赋值已成功，但是还未写入内存
ro的读取 ：
image.png
WWDC2020视频Advancements in the Objective-C runtime有介绍，据苹果官方统计，只有10%的类需要动态修改方法，所以为了节约内存，没进行动态拓展的类，直接从macho读取数据。反之，用rwe记录动态修改的数据，并从rwe读取数据。
下面我们进一步探索methodizeClass 整理类
2.3 methodizeClass 整理类
此时rwe为Null，所有rwe条件判断后的赋值，都没进入。
Q：
rwe什么时候会被赋值？根据
WWDC2020视频Advancements in the Objective-C runtime，我们知道rwe是当类的方法被动态修改时，才会创建。 那什么时候会被动态修改呢？我们下一节会分析。
在分析rwe的创建之前，我们先详细讲解懒加载类和非懒加载类的区别
3. 懒加载和非懒加载的区别
懒加载类和非懒加载类的区别在于：是否实现了+load方法。
上面我们加入了
+load方法，让HTPerson类变成了非懒加载类，才进入了realizeClassWithoutSwift函数。那如果不实现
+load方法，是懒加载类，又是如何加载到内存的呢？
懒加载类的加载:
- 测试代码中，
移除+load方法的实现，加入HTPerosn的调用:int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { HTPerson * person = [HTPerson alloc]; // 加入HTPerson的调用 } return 0; }
移除所有断点，在realizeClassWithoutSwift函数中，加入定位代码和断点:const char * HTPersonName = "HTPerson"; const char * mangledName = cls->mangledName(); if(strcmp(mangledName, HTPersonName) == 0) { auto ht_ro = (const class_ro_t *)cls->data(); auto ht_isMeta = ht_ro->flags & RO_META; if (!ht_isMeta) { printf("%s - 精准定位! - %s\n", __func__, mangledName); } }
- 运行程序，
断点精准定位到HTPerson类，查看左边堆栈信息：
image.png
这个流程是否非常熟悉？ 这就是之前我们详细分析过的objc_msgSend流程，
APP启动后，我们手动调用了
alloc方法，触发消息机制，在进入方法的慢速查找时，我们会现检测当前类是否已实现，如果没有实现，就调用realizeClassWithoutSwift进行实现。
image.png
懒加载类与非懒加载类总结：
- 苹果系统
默认所有类都是懒加载类，这样不占用启动时间，且不占用过多资源。
image.png
-
本节回顾：
image.png
本节我们了解了map_images如何将镜像从macho映射到内存中，分析类的加载，了解懒加载类与非懒加载类的区别。
- 但是，关于
rwe何时加载？分类的加载方式等，很多细节我们都没有深入探索。
下一节，OC底层原理十八：类的加载(中) SEL & 分类的加载 我们将从分类的探索开始，深入了解整个流程。
附录：
Q： 我们知道+load方法在main函数之前执行，那本类和分类的+load执行顺序，不相干的两个类的执行顺序是怎样的呢？
A：给大家分享这位博主的分析：https://blog.csdn.net/TuGeLe/article/details/86599216