前言

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底层面试题

load 方法的调用、C++构造函数、initialize 之间的对比

load的调用

• load方法是在应用程序加载过程中(也就是dyld的加载流程中)被调用，而且是发生在 main 函数之前的。其中load方法在dyld加载流程中被调用的流程是：doModInitFunctions -> libSystem_initializer -> _objc_init -> _dyld_objc_notify_register ->load_images ->… 。

• 在底层_objc_init的过程中进行注册，回调load_images，加载两个load加载表，先是类的 load 表，再是分类的 load 表；

• 在objc 底层中，在对类的load方法进行处理时，是进行了递归操作的，目的是为了保证父类优先被处理， 所以load方法的调用顺序：父类 –> 子类 –> 分类；然而在分类中，load方法的调用顺序根据编译顺序为准；

initialize的调用

• 在 objc 中，initialize的调用，是在第一次消息发送的时候 lookupimporforward，所以说调用顺序，是load方法优先于initialize方法；

• 分类的⽅法是在类realize之后attach进去的插在前⾯，所以如果分类中有initialize这个方法，会优先调⽤分类的这个方法，值得注意的是，并不是分类覆盖主类哦；

• 同样的，如果子类没有实现initialize方法，就会查找并调用父类的initialize方法，并且会调用两次（isa 的走位图），如果子类和父类都实现了initialize，那么会优先调用父类的，再调用子类的（递归）；

C++ 构造函数的调用

• 如果C++构造函数是在objc源码中，那么他的调用流程：doModInitFunctions -> libSystem_initializer -> _objc_init -> static_init -> getLibobjcInitializers。而 load 方法 是在 _dyld_objc_notify_register函数后调用的，所以此时，是先调用 C++ 构造函数，再调用 load 方法；

• 如果写在main函数里面，或者自己的代码中，那么则是先调用+load方法，再调用C++函数，再调用main函数；

小结

所以，

• 如果C++构造函数是在objc源码中，那么三者的调用顺序是：C++ 构造函数 –> load 方法 –> initialize 方法；
• 如果只是普通的C++函数，那么调用顺序是：load 方法 –> C++ 函数 –> initialize 方法；

附：详细底层原理：load和initialize

Runtime 是什么？

• 其实 runtime 是由 C 、 C++、 汇编实现的⼀套 API，为 OC 语⾔加⼊了⾯向对象，运⾏时的功能而已，并不是底层哦；

• 运⾏时(Runtime)是指将数据类型的确定由编译时推迟到了运⾏时，就好比：类扩展(extension)和分类(category)的区别；更加具备运行时，因为我们所有的类是在编译时，就加载完毕了，当加了Runtime这些 api的使用，就把类里面的方法推迟到运行时，才加载，如：rwe，不在根据编译得到的 machO 进行获取数据，而是可以进行动态的处理，使我们面向对象能够面向切面。

• 平时编写的OC代码，在程序运行过程中，其实最终会转换成Runtime的C语言代码，Runtime是Object-C 的幕后工作者。

⽅法的本质，sel 是什么？IMP 是什么？两者之间的关系⼜是什么？

• ⽅法的本质：发送消息,消息会有以下⼏个流程
  • 1：快速查找（objc_msgSend）~ cache_t 缓存消息；
  • 2：慢速查找 ~ 递归⾃⼰|⽗类 ~ lookUpImpOrForward ；
  • 3：查找不到消息:动态⽅法解析 ~ resolveInstanceMethod ；
  • 4：消息快速转发 ~ forwardingTargetForSelector ；
  • 5：消息慢速转发~ methodSignatureForSelector&forwardInvocation；
• sel 和 imp
  • sel 是⽅法编号 ~ 在 read_images 期间就编译进⼊了内存；
  • imp 就是我们函数实现指针，找 imp 就是找函数的过程；
  • sel 就相当于书本的⽬录 tittle ；
  • imp 就是书本的⻚码；
• 查找具体的函数就是想看这本书⾥⾯具体篇章的内容：
  • 1：我们⾸先知道想看什么 ~ tittle(sel)；
  • 2：根据⽬录对应的⻚码（imp)；
  • 3：翻到具体的内容；

能否向编译后的得到的类中增加实例变量？能否想运⾏时创建的类中添加实例变量

• 1、不能向编译后的得到的类中增加实例变量：
  • 我们编译好的实例变量存储的位置在ro，⼀旦编译完成，内存结构就完全确定；
  • 可以通过分类向类中添加方法和属性（关联对象）；
• 2、只要没有注册到内存还是可以添加的(没有执行objc_registerClassPair)，见下面代码：

未执行了objc_registerClassPair，可以添加，执行了，就添加不了了。

[self class]和 [super class] 的区别以及原理分析

创建两个类 LGPerson 和 LGTeacher，其中 LGTeacher 继承于 LGPerson，然后在LGTeacher里面打印类，如下图：

然而，根据打印结果，是两个LGTeacher，为什么了？

我们可以通过终端指令， clang -rewrite-objc LGTeacher.m -o LGTeacher.cpp得到LGTeacher.cpp，再在里面找到 [self class] 和 [super class] 的C++代码，如下：

既然在C++里面，[super class]对应的是objc_msgSendSuper函数，那么我们去 objc 源码里面查找 objc_msgSendSuper，看一下它的结构：

objc_msgSendSuper(void /* struct objc_super *super, SEL op, ... */ )

    OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
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而 objc_super 的结构是：

struct objc_super {
    __unsafe_unretained _Nonnull id receiver;
    __unsafe_unretained _Nonnull Class super_class;
};
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通过objc_super函数能找到 receiver(接收者)和 super_class(父类)，作为 objc_msgSendSuper的参数，传入进去。

我们可以通过设置断点，看汇编，来跟踪 objc_super 的执行情况：

根据汇编，知道真正调用的是objc_msgSendSuper2，那么我们看下他的结构：

objc_msgSendSuper2(struct objc_super * _Nonnull super, SEL _Nonnull op, ...)
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可以发现，是和 objc_msgSendSuper 结构一样的。那么他们之间有什么联系了，我们直接去 objc 源码的汇编层去看：

• 可以看到当调用的是objc_msgSendSuper2函数，而传入的是当前类 (receiver --> self)，通过汇编源码来获取父类，再调用CacheLookup函数；

• 如果调用的是objc_msgSendSuper函数，直接传入的就是获取好的父类，然后跳到L_objc_msgSendSuper2_body也调到了CacheLookup函数。

所以[super class]是从父类开始查找方法，但是最终拍板的还是要看class的方法实现。

- (Class)class { 
    return object_getClass(self); 
} 
复制代码

Class object_getClass(id obj) { 
    if (obj) 
        return obj->getIsa(); 
    else 
        return Nil; 
}
复制代码

所以说，self是我们传入的隐藏参数也就是LGTeacher对象，那么它的isa自然就是LGTeacher类，从而 [super class] 打印出来的，还是 LGTeacher。