1、分析objc-initialize.mm文件

關(guān)于+initialize方法的大部分操作，Runtime 封裝在文件objc-initialize.mm中。想要了解+initialize方法的調(diào)用流程，首先需要了解一下關(guān)于+initialize方法的功能函數(shù)！！

1.1、結(jié)構(gòu)變量 _objc_initializing_classes

1.1.1、題外話：線程存儲(chǔ)

我們知道：一個(gè)進(jìn)程中線程除了線程自己的棧和寄存器之外，其他幾乎都是共享的；如果線程想維護(hù)一個(gè)只屬于線程自己的全局變量怎么辦？線程的私有存儲(chǔ)解決了這個(gè)問題?。?/p>

線程存儲(chǔ): 用于線程維護(hù)只屬于它自己的全局變量！

在 Runimt 中，線程存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)被封裝在結(jié)構(gòu)體_objc_pthread_data：

typedef struct {
    struct _objc_initializing_classes *initializingClasses; // for +initialize
    struct SyncCache *syncCache; 
    struct alt_handler_list *handlerList;  
    char *printableNames[4];  
} _objc_pthread_data;

在本篇中，我們主要用到了結(jié)構(gòu)成員 initializingClasses：用于存儲(chǔ)正在初始化的 Class

1.1.2、結(jié)構(gòu)變量 _objc_initializing_classes

typedef struct _objc_initializing_classes {
    int classesAllocated; //數(shù)組 metaclasses 的元素?cái)?shù)量
    Class *metaclasses;// 元類數(shù)組：分配的內(nèi)存大小為 (classesAllocated * sizeof(Class)) 字節(jié)
} _objc_initializing_classes;

• 專門用于線程存儲(chǔ)的數(shù)據(jù) _objc_pthread_data 的一個(gè)結(jié)構(gòu)成員；在每個(gè)線程都會(huì)有該線程自己的特定數(shù)據(jù) _objc_initializing_classes；
• 結(jié)構(gòu)體實(shí)例 _objc_initializing_classes 在創(chuàng)建的時(shí)候，metaclasses的內(nèi)存空間同時(shí)初始化；因此不必?fù)?dān)心 metaclasses 上存在垃圾數(shù)據(jù)；
• 在一個(gè)線程上初始化一個(gè)類，即 class_rw_t -> flags = RW_INITIALIZING 時(shí)： Runtime 會(huì)將該類的元類存儲(chǔ)至元類數(shù)組 metaclasses 中的空閑內(nèi)存上；
  如果 metaclasses 已經(jīng)存儲(chǔ)滿，則將數(shù)組元素?cái)?shù)量 classesAllocated 變大一倍，然后擴(kuò)容 metaclasses 并初始化未使用的內(nèi)存；
• 在一個(gè)線程上一個(gè)類完成初始化，即 class_rw_t -> flags = ISINITIALIZED 時(shí)： Runtime 會(huì)立即將該類的元類從 metaclasses 上移除；

1.1.3、獲取該線程存儲(chǔ)的_objc_initializing_classes

static _objc_initializing_classes *_fetchInitializingClassList(bool create){
    _objc_pthread_data *data;//線程存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)
    _objc_initializing_classes *list;
    Class *classes;
    
    data = _objc_fetch_pthread_data(create);//獲取線程存儲(chǔ)數(shù)據(jù)
    if (data == nil) return nil;
    
    list = data->initializingClasses;
    if (list == nil) {
        if (!create) {
            return nil;
        } else {
            list = (_objc_initializing_classes *)calloc(1, sizeof(_objc_initializing_classes));
            data->initializingClasses = list;
        }
    }
    
    classes = list->metaclasses;
    if (classes == nil) {//如果元類數(shù)組不存在，分配元類數(shù)組
        list->classesAllocated = 4;// 在 realloc() 之前，在此線程上允許4個(gè)類同時(shí)inits。
        classes = (Class *)calloc(list->classesAllocated, sizeof(Class));
        list->metaclasses = classes;
    }
    return list;
}

該函數(shù)的主要功能就是獲取該線程存儲(chǔ)的_objc_initializing_classes，可能存在一些特殊情況：

• 1、有可能在調(diào)用該函數(shù)時(shí)，線程存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)并沒有創(chuàng)建；這時(shí)使用入?yún)?code>create判斷是否需要?jiǎng)?chuàng)建 _objc_pthread_data；
• 2、獲取_objc_pthread_data的結(jié)構(gòu)成員 initializingClasses，如果為空，根據(jù)create判斷是否需要?jiǎng)?chuàng)建；
• 3、如果_objc_initializing_classes的結(jié)構(gòu)成員 metaclasses還沒有分配內(nèi)存，則首次分配 4 個(gè)元素的內(nèi)存，并初始化該內(nèi)存為 NULL；

1.1.4、釋放該線程存儲(chǔ)的_objc_initializing_classes

void _destroyInitializingClassList(struct _objc_initializing_classes *list){
    if (list != nil) {
        if (list->metaclasses != nil) {
            free(list->metaclasses);
        }
        free(list);
    }
}

該函數(shù)主要用來釋放該線程存儲(chǔ)的_objc_initializing_classes，也就是說，只有在調(diào)用 _objc_pthread_destroyspecific() 函數(shù)釋放 _objc_pthread_data時(shí)，才會(huì)調(diào)用 _destroyInitializingClassList() 函數(shù)。

1.1.5、判斷當(dāng)前線程是否正在初始化指定的類

bool _thisThreadIsInitializingClass(Class cls){
    int i;
    _objc_initializing_classes *list = _fetchInitializingClassList(NO);
    //遍歷正在初始化的類列表，匹配指定的類
    if (list) {
        cls = cls->getMeta();
        for (i = 0; i < list->classesAllocated; i++) {
            if (cls == list->metaclasses[i]) return YES;
        }
    }
    return NO;
}

該函數(shù)的主要功能是：遍歷該線程存儲(chǔ)的_objc_initializing_classes的結(jié)構(gòu)成員 metaclasses ，判斷指定的類是否正在初始化??！

1.1.6、向_objc_initializing_classes添加一個(gè)正在初始化的類

static void _setThisThreadIsInitializingClass(Class cls){
    int i;
    _objc_initializing_classes *list = _fetchInitializingClassList(YES);
    cls = cls->getMeta();    
    for (i = 0; i < list->classesAllocated; i++) {
        if (cls == list->metaclasses[i]) {
            _objc_fatal("thread is already initializing this class!");
            return; // 已經(jīng)初始化
        }
    }    
    for (i = 0; i < list->classesAllocated; i++) {
        if (! list->metaclasses[i]) {
            list->metaclasses[i] = cls;
            return;
        }
    }
    
    list->classesAllocated = list->classesAllocated * 2 + 1;
    list->metaclasses = (Class *)realloc(list->metaclasses, list->classesAllocated * sizeof(Class));
    list->metaclasses[i++] = cls;
    for ( ; i < list->classesAllocated; i++) {
        list->metaclasses[i] = nil;//初始化新開辟的空閑內(nèi)存
    }
}

該函數(shù)的主要功能就是將一個(gè)要初始化的類加入_objc_initializing_classes：

• 1、如果_objc_initializing_classes存在該類，則程序執(zhí)行異常，此時(shí)終止程序；
• 2、如果結(jié)構(gòu)成員 metaclasses有空閑內(nèi)存，則將指定的類存入空閑內(nèi)存；否則接著向下執(zhí)行；
• 3、由于metaclasses內(nèi)存大小被限制，如果它的內(nèi)存已滿，需要重新分配內(nèi)存，并初始化新開辟的內(nèi)存空間；將該類存儲(chǔ)在新分配的內(nèi)存上；

1.1.7、從_objc_initializing_classes移除指定的類

static void _setThisThreadIsNotInitializingClass(Class cls){
    int i;
    _objc_initializing_classes *list = _fetchInitializingClassList(NO);
    if (list) {
        cls = cls->getMeta();
        for (i = 0; i < list->classesAllocated; i++) {
            if (cls == list->metaclasses[i]) {
                list->metaclasses[i] = nil;
                return;
            }
        }
    }
    _objc_fatal("thread is not initializing this class!");
}

該函數(shù)的主要功能是遍歷_objc_initializing_classes的 metaclasses數(shù)組：

• 如果找到指定的類，則將該類移除；
• 如果沒有找到該類，則程序運(yùn)行異常，終止程序；

1、 +initialize 方法

類方法 +initialize在加載該類之后初次使用該類之前調(diào)用，用于初始化該類；沒有使用該類就不會(huì)被調(diào)用。

+initialize具有線程安全性，而且在被發(fā)送給一個(gè)類之前，總是會(huì)被發(fā)送給該類的所有父類！為了避免該方法被兩次調(diào)用，應(yīng)驗(yàn)證調(diào)用者：

+ (void)initialize{
   if (self == PeopleModel.class) {
       //此處初始化
   }
}