這個(gè)問(wèn)題有點(diǎn)炒冷飯了，寫了 demo 才更深入的了解這個(gè)問(wèn)題，就當(dāng)做個(gè)簡(jiǎn)單的筆記吧

一. Load和Initialize的往死了問(wèn)是一種怎樣的體驗(yàn)？

1. Load 和 Initialize 先加載哪個(gè)？
2. 父類和子類以及 Category 的關(guān)系？
3. 如果是多個(gè) Category 呢？

Load

開(kāi)發(fā)文檔的直接解讀

加載順序總結(jié)

• 所有類和分類的 +load 方法都是在被加入到 runtime 的時(shí)候調(diào)用
• 父類優(yōu)先于子類加載（內(nèi)部通過(guò)遞歸的的方式實(shí)現(xiàn)）
• 在所有本類加載完畢之后再去加載各個(gè)分類
• 同一個(gè)類的多個(gè)分類加載順序可查看 Target -> Build Phases -> Compile Sources

比如，現(xiàn)有Student 繼承于 Person，Student擁有多個(gè)分類，在各個(gè)類的 + load 方法進(jìn)行打印，結(jié)果如下

2017-06-26 18:30:59.857400+0800 load[70593:5621604] Person ==> Load
2017-06-26 18:30:59.857596+0800 load[70593:5621604] Student ==> Load
2017-06-26 18:30:59.857656+0800 load[70593:5621604] Test2 ==> Load
2017-06-26 18:30:59.857707+0800 load[70593:5621604] Test1 ==> Load
2017-06-26 18:30:59.857724+0800 load[70593:5621604] Student + load2 ==> Load
2017-06-26 18:30:59.857730+0800 load[70593:5621604] Student + load3 ==> Load
2017-06-26 18:30:59.857736+0800 load[70593:5621604] Student + load1 ==> Load

查看 Compile Sources，觀察 Student 三個(gè)分類的加載順序，與 load 調(diào)用順序一致

runtime 源碼閱讀

首先看下 objc-runtime-new.mm 中的 void prepare_load_methods(header_info *hi) 函數(shù)，在該函數(shù)中準(zhǔn)備好 類和分類執(zhí)行 +load 方法的必要條件，以供接下來(lái)的調(diào)用

void prepare_load_methods(header_info *hi)
{
    size_t count, i;

    rwlock_assert_writing(&runtimeLock);

    classref_t *classlist =
        _getObjc2NonlazyClassList(hi, &count);
    for (i = 0; i < count; i++) {
        schedule_class_load(remapClass(classlist[i]));
    }

    category_t **categorylist = _getObjc2NonlazyCategoryList(hi, &count);
    for (i = 0; i < count; i++) {
        category_t *cat = categorylist[i];
        Class cls = remapClass(cat->cls);
        if (!cls) continue;  // category for ignored weak-linked class
        realizeClass(cls);
        assert(cls->ISA()->isRealized());
        add_category_to_loadable_list(cat);
    }
}

同時(shí)，在處理類的時(shí)候，也調(diào)用了同文件中的另外一個(gè)函數(shù) static void schedule_class_load(Class cls)

static void schedule_class_load(Class cls)
{
    if (!cls) return;
    assert(cls->isRealized());  // _read_images should realize

    if (cls->data()->flags & RW_LOADED) return;
# warning 此處使用遞歸的思想實(shí)現(xiàn)了先調(diào)用父類再調(diào)用子類的 +load 方法
    // Ensure superclass-first ordering
    schedule_class_load(cls->superclass);

    add_class_to_loadable_list(cls);
    cls->setInfo(RW_LOADED);
}

當(dāng)前所有滿足 +load 方法調(diào)用條件的類和分類就被分別存放在全局變量 loadable_classes （load_images 方法調(diào)用）和 loadable_categories 中了

準(zhǔn)備好類和分類后，接下來(lái)就是對(duì)它們的 +load 方法進(jìn)行調(diào)用了。打開(kāi)文件 objc-loadmethod.m ，找到其中的 void call_load_methods(void) 函數(shù)。

void call_load_methods(void)
{
    static BOOL loading = NO;
    BOOL more_categories;

    recursive_mutex_assert_locked(&loadMethodLock);

    // Re-entrant calls do nothing; the outermost call will finish the job.
    if (loading) return;
    loading = YES;

    void *pool = objc_autoreleasePoolPush();

    do {
        // 1. Repeatedly call class +loads until there aren't any more
        while (loadable_classes_used > 0) {
            call_class_loads();
        }

        // 2. Call category +loads ONCE
        more_categories = call_category_loads();

        // 3. Run more +loads if there are classes OR more untried categories
    } while (loadable_classes_used > 0  ||  more_categories);

    objc_autoreleasePoolPop(pool);

    loading = NO;
}

同樣的，這個(gè)函數(shù)的作用就是調(diào)用上一步準(zhǔn)備好的類和分類中的 +load 方法，并且確保類優(yōu)先于分類的順序。我們繼續(xù)查看在這個(gè)函數(shù)中調(diào)用的另外兩個(gè)關(guān)鍵函數(shù) static void call_class_loads(void) 和 static BOOL call_category_loads(void) 。下面就以 static void call_class_loads(void) 函數(shù)為例進(jìn)行探討

static void call_class_loads(void)
{
    int i;

    // Detach current loadable list.
    struct loadable_class *classes = loadable_classes;
    int used = loadable_classes_used;
    loadable_classes = nil;
    loadable_classes_allocated = 0;
    loadable_classes_used = 0;

    // Call all +loads for the detached list.
    for (i = 0; i < used; i++) {
        Class cls = classes[i].cls;
        load_method_t load_method = (load_method_t)classes[i].method;
        if (!cls) continue;

        if (PrintLoading) {
            _objc_inform("LOAD: +[%s load]\n", cls->nameForLogging());
        }
        (*load_method)(cls, SEL_load);
    }

    // Destroy the detached list.
    if (classes) _free_internal(classes);
}

這個(gè)函數(shù)的作用就是真正負(fù)責(zé)調(diào)用類的 +load 方法了。它從全局變量 loadable_classes 中取出所有可供調(diào)用的類，并進(jìn)行清零操作。

// 指向 用于保存類信息的內(nèi)存的首地址
loadable_classes = nil;
// 標(biāo)識(shí)已分配的內(nèi)存空間大小
loadable_classes_allocated = 0;
// 標(biāo)識(shí)已使用的內(nèi)存空間大小
loadable_classes_used = 0;

load_images -> load_images_nolock -> prepare_load_methods -> schedule_class_load -> add_class_to_loadable_list 的時(shí)候會(huì)將未加載的類添加到 loadable_classes

調(diào)用類和分類的 +load 方法是直接使用函數(shù)內(nèi)存地址的方式 (*load_method)(cls, SEL_load); ，而不是使用發(fā)送消息 objc_msgSend 的方式。因此load方法無(wú)繼承關(guān)系，比如子類沒(méi)有實(shí)現(xiàn)+load方法，加載子類的時(shí)候是不會(huì)調(diào)用父類的+load方法的；同理一個(gè)類和其分類的+load方法都會(huì)被調(diào)用
調(diào)用 load 方法之前，所有的 framework 都已經(jīng)加載到了運(yùn)行時(shí)中，所以調(diào)用 framework 中的方法都是安全的

Initialize

首先看一下蘋果官方文檔對(duì) Initialize 的定義

打開(kāi) objc-runtime-new.mm，找到以下函數(shù)

// 當(dāng)我們給某個(gè)類發(fā)送消息的時(shí)候，runtime會(huì)調(diào)用這個(gè)函數(shù)在類中查找相應(yīng)方法的實(shí)現(xiàn)或轉(zhuǎn)發(fā)
#warning 考慮以上特性，說(shuō)明該類接收到第一條消息之前才會(huì)調(diào)用 +initialize 方法
IMP lookUpImpOrForward(Class cls, SEL sel, id inst,
                       bool initialize, bool cache, bool resolver)
{
    ...
        rwlock_unlock_write(&runtimeLock);
    }
    # warning 注：當(dāng)類沒(méi)有初始化時(shí)， runtime 會(huì)調(diào)用 void _class_initialize(Class cls) 函數(shù)對(duì)該類進(jìn)行初始化
    if (initialize  &&  !cls->isInitialized()) {
        _class_initialize (_class_getNonMetaClass(cls, inst));
        // If sel == initialize, _class_initialize will send +initialize and 
        // then the messenger will send +initialize again after this 
        // procedure finishes. Of course, if this is not being called 
        // from the messenger then it won't happen. 2778172
    }

    // The lock is held to make method-lookup + cache-fill atomic 
    // with respect to method addition. Otherwise, a category could 
    ...
}

接下來(lái)看看具體的初始化代碼

void _class_initialize(Class cls)
{
    ...
    Class supercls;
    BOOL reallyInitialize = NO;
#warning 同樣使用遞歸的思想實(shí)現(xiàn)了先調(diào)用父類再調(diào)用子類的順序
    // Make sure super is done initializing BEFORE beginning to initialize cls.
    // See note about deadlock above.
    supercls = cls->superclass;
    if (supercls  &&  !supercls->isInitialized()) {
        _class_initialize(supercls);
    }

    // Try to atomically set CLS_INITIALIZING.
    monitor_enter(&classInitLock);
    if (!cls->isInitialized() && !cls->isInitializing()) {
        cls->setInitializing();
        reallyInitialize = YES;
    }
    monitor_exit(&classInitLock);

    if (reallyInitialize) {
        // We successfully set the CLS_INITIALIZING bit. Initialize the class.

        // Record that we're initializing this class so we can message it.
        _setThisThreadIsInitializingClass(cls);

        // Send the +initialize message.
        // Note that +initialize is sent to the superclass (again) if 
        // this class doesn't implement +initialize. 2157218
        if (PrintInitializing) {
            _objc_inform("INITIALIZE: calling +[%s initialize]",
                         cls->nameForLogging());
        }
#warning 注意這里使用了 objc_msgSend，就意味著該方法就和其他普通方法一樣，子類要沿用父類的方法，分類會(huì)會(huì)覆蓋本類中的方法。
#warning 同時(shí)，如果子類沒(méi)有實(shí)現(xiàn)但父類實(shí)現(xiàn)了該方法，那么父類的該方法就要被實(shí)現(xiàn)多次
        ((void(*)(Class, SEL))objc_msgSend)(cls, SEL_initialize);

        if (PrintInitializing) {
            _objc_inform("INITIALIZE: finished +[%s initialize]",
    ...
}

• 針對(duì) Category，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)：Category 中 Initialize 方法會(huì)覆蓋其本類中的方法(和其他普通方法效果一樣)
• 在 Initialize 方法內(nèi)部可以進(jìn)行一些不方便在編譯期進(jìn)行初始化的靜態(tài)變量的賦值

#warning Person.m

// int 等基本類型可以在編譯期進(jìn)行賦值
static int numCount = 0; 
// 對(duì)象無(wú)法在編譯器進(jìn)行賦值
static NSMutableArray *dataSource;

+ (void)initialize {
    if (self == [Person class]) {
        // 不能在編譯期賦值的對(duì)象在這里進(jìn)行賦值
        dataSource = [[NSMutableArray alloc] init];
    }
}

異常情況：在A類的load 方法中調(diào)用了B類的類方法

@implementation Father
+ (void)load {
    NSLog(@"father==> load===%@", [Dog class]);
}

+(void)initialize {
    NSLog(@"Father===>initialize");
}
@end

#warning 打印結(jié)果如下
2017-08-09 11:19:09.838 tests[34274:8415363] Dog===>initialize
2017-08-09 11:19:09.839 tests[34274:8415363] father==> load===Dog
2017-08-09 11:19:09.839 tests[34274:8415363] Dog==> load
2017-08-09 11:19:09.840 tests[34274:8415363] child==> load
2017-08-09 11:19:09.840 tests[34274:8415363] child + hahha==> load
2017-08-09 11:19:09.840 tests[34274:8415363] main

以下是Compile Source 截圖

總結(jié)

• 正常情況下(即沒(méi)有在 load 方法中調(diào)用相關(guān)類方法)，load 和 Initialize 方法都在實(shí)例化對(duì)象之前調(diào)用，load相當(dāng)于裝載方法，都在main()函數(shù)之前調(diào)用，Initialize方法都在main() 函數(shù)之后調(diào)用。
• 如果在A類的 load 方法中調(diào)用 B 類的類方法，那么在調(diào)用A的Load 方法之前，會(huì)先調(diào)用一下B類的initialize 方法，但是B類的load 方法還是按照 Compile Source 順序進(jìn)行加載
• 所有類的 load 方法都會(huì)被調(diào)用，先調(diào)用父類、再調(diào)用子類，多個(gè)分類會(huì)按照Compile Sources 順序加載。但是Initialize 方法會(huì)被覆蓋，子類父類分類中只會(huì)執(zhí)行一個(gè)
• load 方法內(nèi)部一般用來(lái)實(shí)現(xiàn) Method Swizzle，Initialize方法一般用來(lái)初始化全局變量或者靜態(tài)變量
• 兩個(gè)方法都不能主動(dòng)調(diào)用，也不需要通過(guò) super 繼承父類方法，但是 Initialize 方法會(huì)在子類沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的時(shí)候調(diào)用父類的該方法，而 load 不會(huì)