前篇
iOS应用程序的加载(一)
前篇回顾
dyld在加载完所有images后会对所有的images进行初始化调用，其中libSystem库的初始化被放在第一位，系统级别的初始化这里面包含内核、线程、平台以及dyld自己的初始化操作。
static void
libSystem_initializer(int argc,const char* argv[],const char* envp[],const char* apple[],const struct ProgramVars* vars){
//内核初始化
__libkernel_init(&libkernel_funcs, envp, apple, vars);
//平台初始化
__libplatform_init(NULL, envp, apple, vars);
//线程相关初始化
__pthread_init(&libpthread_funcs, envp, apple, vars);
_libc_initializer(&libc_funcs, envp, apple, vars);
__malloc_init(apple);
//dyld的初始化，上面dyld_start之后并不代表就开始初始化。
_dyld_initializer();
//这里是重点
libdispatch_init();
_libxpc_initializer();
}
通过上篇文章末尾知道，images初始化操作第一步是libsystem的初始化，内部最终会调用到_objc_init ()，向dyld注册了3个回调函数。这3个回调函数的执行时机在后面讲。
void _dyld_objc_notify_register(_dyld_objc_notify_mapped mapped,
_dyld_objc_notify_init init,
_dyld_objc_notify_unmapped unmapped)
{
dyld::registerObjCNotifiers(mapped, init, unmapped);
}
_objc_init ()的探索
先上一份最新鲜的objc756源码，找到_objc_init ()。
void _objc_init(void)
{
static bool initialized = false;
if (initialized) return;
initialized = true;
// fixme defer initialization until an objc-using image is found?
environ_init();
tls_init();
static_init();
lock_init();
exception_init();
// dyld
_dyld_objc_notify_register(&map_images, load_images, unmap_image);
}
environ_init()
看函数名就知道 这是在做环境变量的初始化，具体可以看看苹果的注释。
里面是一些关于runtime的环境变的读取，而且还提供了打印环境变量的方法，注释这么清楚当然可以试一试。
完整代码自行查看源码，这里只展示去掉打印log的判断，输出一下环境变量信息：
/***********************************************************************
* environ_init
* Read environment variables that affect the runtime.
* Also print environment variable help, if requested.
**********************************************************************/
void environ_init(void)
{
//省略…
for (size_t i = 0; i < sizeof(Settings)/sizeof(Settings[0]); i++) {
const option_t *opt = &Settings[i];
_objc_inform("%s: %s", opt->env, opt->help);
if (PrintOptions && *opt->var) _objc_inform("%s is set", opt->env);
}
}
输出环境变量
这些环境变量是你可以在运行APP之前进行手动配置的，这里做一个测试：
在Editor Scheme - arguments - environment variables中 手动添加一个环境变量并设置为YES：OBJC_DISABLE_NONPOINTER_ISA YES
关闭掉isa指针的优化。那么这时候，对象的isa指针就真的只是一个普通的指针了。
还有很多的环境变量设置，比如OBJC_PRINT_LOAD_METHODS能够打印出所有实现了load方法的类，当你需要做性能优化的时候，适当的减少一些实现过load方法的类也是一个不错的方式。
tls_init()
线程key的绑定
static_init()
一些系统级别的c++静态构造函数运行，它先于dyld调用我们自定义的构造函数。
毕竟是系统级别的准备，肯定比我们自己定义的要先运行。
/***********************************************************************
* static_init
* Run C++ static constructor functions.
* libc calls _objc_init() before dyld would call our static constructors,
* so we have to do it ourselves.
**********************************************************************/
static void static_init()
{
size_t count;
auto inits = getLibobjcInitializers(&_mh_dylib_header, &count);
for (size_t i = 0; i < count; i++) {
inits[i]();
}
}
runtime_init()
void runtime_init(void)
{
objc::unattachedCategories.init(32);
objc::allocatedClasses.init();
}
exception_init()
崩溃函数的注册。
初始化ibobjc的异常处理系统，注册异常处理的回调，从而监控异常的处理。
通过注册异常捕获的函数，即NSSetUncaughtExceptionHandler机制,实现线程保活, 收集上传崩溃日志
void exception_init(void)
{
old_terminate = std::set_terminate(&_objc_terminate);
}
static void (*old_terminate)(void) = nil;
static void _objc_terminate(void)
{
if (PrintExceptions) {
_objc_inform("EXCEPTIONS: terminating");
}
if (! __cxa_current_exception_type()) {
// No current exception.
(*old_terminate)();
}
else {
// There is a current exception. Check if it's an objc exception.
@try {
__cxa_rethrow();
} @catch (id e) {
// It's an objc object. Call Foundation's handler, if any.
(*uncaught_handler)((id)e);//扔出异常
(*old_terminate)();
} @catch (...) {
// It's not an objc object. Continue to C++ terminate.
(*old_terminate)();
}
}
}
bjc_uncaught_exception_handler
objc_setUncaughtExceptionHandler(objc_uncaught_exception_handler fn)
{
// fn为设置的异常句柄 传入的函数，为外界给的
objc_uncaught_exception_handler result = uncaught_handler;
uncaught_handler = fn; //赋值
return result;
}
cache_init() 缓存初始化
void cache_init()
{
#if HAVE_TASK_RESTARTABLE_RANGES
mach_msg_type_number_t count = 0;
kern_return_t kr;
while (objc_restartableRanges[count].location) {
count++;
}
//为当前任务注册一组可重新启动的缓存
kr = task_restartable_ranges_register(mach_task_self(),
objc_restartableRanges, count);
if (kr == KERN_SUCCESS) return;
_objc_fatal("task_restartable_ranges_register failed (result 0x%x: %s)",
kr, mach_error_string(kr));
#endif // HAVE_TASK_RESTARTABLE_RANGES
}
_imp_implementationWithBlock_init()
void
_imp_implementationWithBlock_init(void)
{
#if TARGET_OS_OSX
// Eagerly load libobjc-trampolines.dylib in certain processes. Some
// programs (most notably QtWebEngineProcess used by older versions of
// embedded Chromium) enable a highly restrictive sandbox profile which
// blocks access to that dylib. If anything calls
// imp_implementationWithBlock (as AppKit has started doing) then we'll
// crash trying to load it. Loading it here sets it up before the sandbox
// profile is enabled and blocks it.
// 在某些进程中渴望加载libobjc-trampolines.dylib。一些程序（最著名的是嵌入式Chromium的较早版本使用的QtWebEngineProcess）启用了严格限制的沙箱配置文件，从而阻止了对该dylib的访问。如果有任何调用imp_implementationWithBlock的操作（如AppKit开始执行的操作），那么我们将在尝试加载它时崩溃。将其加载到此处可在启用沙箱配置文件之前对其进行设置并阻止它。
// This fixes EA Origin (rdar://problem/50813789)
// and Steam (rdar://problem/55286131)
if (__progname &&
(strcmp(__progname, "QtWebEngineProcess") == 0 ||
strcmp(__progname, "Steam Helper") == 0)) {
Trampolines.Initialize();
}
#endif
}
_dyld_objc_notify_register(&map_images, load_images, unmap_image)
这里传递的3个注册函数的调用时机是在dyld执行完doInitialization ()之后。
下一篇再讲这3个注册函数。
环境变量附录
| 环境变量名 | 说明 |
|---|---|
| OBJC_PRINT_OPTIONS | OBJC已设置的选项 |
| OBJC_PRINT_IMAGES | 已load的image信息 |
| OBJC_PRINT_LOAD_METHODS | Class 及 Category load方法的调用信息 |
| OBJC_PRINT_INITIALIZE_METHODS | initialize 的调用信息 |
| OBJC_PRINT_RESOLVED_METHODS | 消息转发实现方法 |
| OBJC_PRINT_CLASS_SETUP | Class 及 Category 的设置 |
| OBJC_PRINT_PROTOCOL_SETUP | Protocol 的设置 |
| OBJC_PRINT_IVAR_SETUP | Ivar |
| OBJC_PRINT_VTABLE_SETUP | vtable 的设置 |
| OBJC_PRINT_VTABLE_IMAGES | vtable 被覆盖的方法 |
| OBJC_PRINT_CACHE_SETUP | 方法缓存的设置过程 |
| OBJC_PRINT_FUTURE_CLASSES | CFType 无缝转换到 NSObject 将要使用的类（如 CFArrayRef 到 NSArray * ） |
| OBJC_PRINT_GC | 垃圾回收操作 |
| OBJC_PRINT_PREOPTIMIZATION | dyld 共享缓存优化前的问候语 |
| OBJC_PRINT_CXX_CTORS | 类实例中的 C++ 对象的构造与析构调用 |
| OBJC_PRINT_EXCEPTIONS | 异常处理 |
| OBJC_PRINT_EXCEPTION_THROW | 所有异常抛出时的 Backtrace |
| OBJC_PRINT_ALT_HANDLERS | alt 操作异常处理 |
| OBJC_PRINT_REPLACED_METHODS | 被 Category 替换的方法 |
| OBJC_PRINT_DEPRECATION_WARNINGS | 所有过时的方法调用 |
| OBJC_PRINT_POOL_HIGHWATER | autoreleasepool 高水位警告 |
| OBJC_PRINT_CUSTOM_RR | 含有未优化的自定义 retain/release 方法的类 |
| OBJC_PRINT_CUSTOM_AWZ | 含有未优化的自定义 allocWithZone 方法的类 |
| OBJC_PRINT_RAW_ISA | 需要访问原始 isa 指针的类 |
| OBJC_DEBUG_UNLOAD | 卸载有不良行为的 Bundle 时打印警告 |
| OBJC_DEBUG_FRAGILE_SUPERCLASSES | 当子类可能被对父类的修改破坏时打印警告 |
| OBJC_DEBUG_FINALIZERS | 警告实现了 -dealloc 却没有实现 -finalize 的类 |
| OBJC_DEBUG_NIL_SYNC | 警告 @synchronized(nil) 调用，这种情况不会加锁 |
| OBJC_DEBUG_NONFRAGILE_IVARS | 打印突发地重新布置 non-fragile ivars 的行为 |
| OBJC_DEBUG_ALT_HANDLERS | 记录更多的 alt 操作错误信息 |
| OBJC_DEBUG_MISSING_POOLS | 警告没有 pool 的情况下使用 autorelease，可能内存泄漏 |
| OBJC_DEBUG_DUPLICATE_CLASSES | 当出现类重名时停机 |
| OBJC_USE_INTERNAL_ZONE | 在一个专用的 malloc 区分配运行时数据 |
| OBJC_DISABLE_GC | 强行关闭自动垃圾回收，即使可执行文件需要垃圾回收 |
| OBJC_DISABLE_VTABLES | 关闭 vtable 分发 |
| OBJC_DISABLE_PREOPTIMIZATION | 关闭 dyld 共享缓存优化前的问候语 |
| OBJC_DISABLE_TAGGED_POINTERS | 关闭 NSNumber 等的 tagged pointer 优化 |
| OBJC_DISABLE_NONPOINTER_ISA | 关闭 non-pointer isa 字段的访问 |