iOS中的+load和+initialize

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简介

Objective-C作为一门面向对象语言，有类和对象的概念。编译后，类相关的数据结构会保留在目标文件中，在运行时得到解析和使用。在应用程序运行起来的时候，类的信息会有加载和初始化过程。

就像Application有生命周期回调方法一样，在Objective-C的类被加载和初始化的时候，也可以收到方法回调，可以在适当的情况下做一些定制处理。而这正是load和initialize方法可以帮我们做到的。

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+ (void)load;
+ (void)initialize;

可以看到这两个方法都是以“+”开头的类方法，返回为空。通常情况下，我们在开发过程中可能不必关注这两个方法。如果有需要定制，我们可以在自定义的NSObject子类中给出这两个方法的实现，这样在类的加载和初始化过程中，自定义的方法可以得到调用。
从如上声明上来看，也许这两个方法和其它的类方法相比没什么特别。但是，这两个方法具有一定的“特殊性”，这也是这两个方法经常会被放在一起特殊提到的原因。

initialize

Apple的API Reference中对initialize的描述：

The runtime sends initialize to each class in a program just before the class, or any class that inherits from it, is sent its first message from within the program. Superclasses receive this message before their subclasses.

The runtime sends the initialize message to classes in a thread-safe manner. That is, initialize is run by the first thread to send a message to a class, and any other thread that tries to send a message to that class will block until initialize completes.

The superclass implementation may be called multiple times if subclasses do not implement initialize—the runtime will call the inherited implementation—or if subclasses explicitly call [super initialize]. If you want to protect yourself from being run multiple times, you can structure your implementation along these lines:

＋(void)initialize {
if (self == [ClassName self]) {
// … do the initialization …
}
}

Because initialize is called in a blocking manner, it’s important to limit method implementations to the minimum amount of work necessary possible. Specifically, any code that takes locks that might be required by other classes in their initialize methods is liable to lead to deadlocks. Therefore, you should not rely on initialize for complex initialization, and should instead limit it to straightforward, class local initialization.

+initialize 方法是在类或它的子类收到第一条消息之前被调用的，这里所指的消息包括实例方法和类方法的调用。也就是说 +initialize 方法是以懒加载的方式被调用的，如果程序一直没有给某个类或它的子类发送消息，那么这个类的 +initialize 方法是永远不会被调用的。那这样设计有什么好处呢？好处是显而易见的，那就是节省系统资源，避免浪费。

  1. 在首次使用该类之前由运行期系统（非人为）调用，且仅调用一次

  2. 惰性调用，只有当程序使用相关类时，才会调用

  3. 运行期系统会确保initialize方法是在线程安全的环境中执行，即，只有执行initialize的那个线程可以操作类或类实例。其他线程都要先阻塞，等待initialize执行完

  4. 如果类未实现initialize方法，而其超类实现了，那么会运行超类的实现代码，而且会运行两次（load 第5点）

  • initialize 遵循继承规则
  • 初始化子类的的时候会先初始化父类，然后会调用父类的initialize方法，而子类没有覆写initialize方法，因此会再次调用父类的实现方法
  • 鉴于此，initialize方法实现如下：
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+ (void)initialize {
  if (self == [ClassName self]) {
    // ... do the initialization ...
  }
}

load

官方文档说明：

The load message is sent to classes and categories that are both dynamically loaded and statically linked, but only if the newly loaded class or category implements a method that can respond.

The order of initialization is as follows:

  1. All initializers in any framework you link to.
  1. All +load methods in your image.
  1. All C++ static initializers and C/C++ attribute(constructor) functions in your image.
  1. All initializers in frameworks that link to you.

In addition:

A class’s +load method is called after all of its superclasses’ +load methods.

A category +load method is called after the class’s own +load method.

In a custom implementation of load you can therefore safely message other unrelated classes from the same image, but any load methods implemented by those classes may not have run yet.

Important

Custom implementations of the load method for Swift classes bridged to Objective-C are not called automatically.

+load 方法是当类或分类被添加到 Objective-C runtime 时被调用的，实现这个方法可以让我们在类加载的时候执行一些类相关的行为。子类的 +load 方法会在它的所有父类的 +load 方法之后执行，而分类的 +load 方法会在它的主类的 +load 方法之后执行。但是不同的类之间的 +load 方法的调用顺序是不确定的。

  1. 对于加入运行期系统的类及分类，必定会调用此方法，且仅调用一次。

  2. iOS会在应用程序启动的时候调用load方法，在main函数之前调用

  3. 执行子类的load方法前，会先执行所有超类的load方法，顺序为父类->子类->分类

  4. 在load方法中使用其他类是不安全的，因为会调用其他类的load方法，而如果关系复杂的话，就无法判断出各个类的载入顺序，类只有初始化完成后，类实例才能进行正常使用

  5. load 方法不遵从继承规则，如果类本身没有实现load方法，那么系统就不会调用，不管父类有没有实现（跟initialize有明显区别）

  6. 尽可能的精简load方法，因为整个应用程序在执行load方法时会阻塞，即，程序会阻塞直到所有类的load方法执行完毕，才会继续

  7. load 方法中最常用的就是方法交换method swizzling

总结

1. load和initialize方法都会在实例化对象之前调用，以main函数为分水岭，前者在main函数之前调用，后者在之后调用。这两个方法会被自动调用，不能手动调用它们。

2. load和initialize方法都不用显示的调用父类的方法而是自动调用，即使子类没有initialize方法也会调用父类的方法，而load方法则不会调用父类。

3. load方法通常用来进行Method Swizzle，initialize方法一般用于初始化全局变量或静态变量

4. load和initialize方法内部使用了锁，因此它们是线程安全的。实现时要尽可能保持简单，避免阻塞线程，不要再使用锁。