四、initialize方法分析
我们可以采用和分析load方法时一样的策略来对initialize方法的执行情况，进行测试，首先将测试工程中所有类中添加initialize方法的实现。此时如果直接运行工程，你会发现控制台没有任何输出，这是由于只有第一次调用类的方法时，才会执行initialize方法，在main函数中编写如下测试代码：
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
[MySubObjectOne new];
[MyObjectOne new];
[MyObjectTwo new];
NSLog(@"------------");
[MySubObjectOne new];
[MyObjectOne new];
[MyObjectTwo new];
}
return 0;
}
运行代码控制台打印效果如下：
2021-02-18 21:29:55.761897+0800 KCObjc[43834:23521232] initialize-cateOne:MyObjectOne
2021-02-18 21:29:55.762526+0800 KCObjc[43834:23521232] initialize:MySubObjectOne
2021-02-18 21:29:55.762622+0800 KCObjc[43834:23521232] initialize-cate:MyObjectTwo
2021-02-18 21:29:55.762665+0800 KCObjc[43834:23521232] ------------
可以看到，打印数据都出现在分割线前，说明一旦一个类的initialize方法被调用后，后续再向这个类发送消息，也不会在调用initialize方法，还有一点需要注意，需要注意，如果对子类发送消息，父类的initialize会先调用，再调用子类的initialize，同时，分类中如果实现了initialize方法则会覆盖类本身的，并且分类的加载顺序靠后的会覆盖之前的。下面我们就通过源码来分析下initialize方法的这种调用特点。
首先，在调用类的类方法时，会执行runtime中的class_getClassMethod方法来寻找实现函数，这个方法在源码中的实现如下：
Method class_getClassMethod(Class cls, SEL sel)
{
if (!cls || !sel) return nil;
return class_getInstanceMethod(cls->getMeta(), sel);
}
通过源码可以看到，调用一个类的类方法，实际上是调用其元类的示例方法，getMeta函数用来获取类的元类，关于类和元类的相关组织原理，我们这里先不扩展。我们需要关注的是class_getInstanceMethod这个函数，这个函数的实现也非常简单，如下：
Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL sel)
{
if (!cls || !sel) return nil;
// 做查询方法列表，尝试方法解析相关工作
lookUpImpOrForward(nil, sel, cls, LOOKUP_RESOLVER);
// 从类对象中获取方法
return _class_getMethod(cls, sel);
}
在class_getInstanceMethod方法的实现中，_class_getMethod是最终获取要调用的方法的函数，在这之前，lookUpImpOrForward函数会做一些前置操作，其中就有initialize函数的调用逻辑，我们去掉无关的逻辑，lookUpImpOrForward中核心的实现如下：
IMP lookUpImpOrForward(id inst, SEL sel, Class cls, int behavior)
{
IMP imp = nil;
// 核心在于!cls->isInitialized() 如果当前类未初始化过，会执行initializeAndLeaveLocked函数
if (slowpath((behavior & LOOKUP_INITIALIZE) && !cls->isInitialized())) {
cls = initializeAndLeaveLocked(cls, inst, runtimeLock);
}
return imp;
}
initializeAndLeaveLocked会直接调用initializeAndMaybeRelock函数，如下：
static Class initializeAndLeaveLocked(Class cls, id obj, mutex_t& lock)
{
return initializeAndMaybeRelock(cls, obj, lock, true);
}
initializeAndMaybeRelock函数中会做类的初始化逻辑，这个过程是线程安全的，其核心相关代码如下：
static Class initializeAndMaybeRelock(Class cls, id inst,
mutex_t& lock, bool leaveLocked)
{
// 如果已经初始化过，直接返回
if (cls->isInitialized()) {
return cls;
}
// 找到当前类的非元类
Class nonmeta = getMaybeUnrealizedNonMetaClass(cls, inst);
// 进行初始化操作
initializeNonMetaClass(nonmeta);
return cls;
}
initializeNonMetaClass函数会采用递归的方式沿着继承链向上查询，找到所有未初始化过的父类进行初始化，核心实现简化如下：
void initializeNonMetaClass(Class cls)
{
Class supercls;
// 标记是否需要初始化
bool reallyInitialize = NO;
// 父类如果存在，并且没有初始化过，则递归进行父类的初始化
supercls = cls->superclass;
if (supercls && !supercls->isInitialized()) {
initializeNonMetaClass(supercls);
}
SmallVector<_objc_willInitializeClassCallback, 1> localWillInitializeFuncs;
{
// 如果当前不是正在初始化，并且当前类没有初始化过
if (!cls->isInitialized() && !cls->isInitializing()) {
// 设置初始化标志，此类标记为初始化过
cls->setInitializing();
// 标记需要进行初始化
reallyInitialize = YES;
}
}
// 是否需要进行初始化
if (reallyInitialize) {
@try
{
// 调用初始化函数
callInitialize(cls);
}
@catch (...) {
@throw;
}
return;
}
}
callInitialize函数最终会调用objc_msgSend函数来向类发送initialize初始化消息，如下：
void callInitialize(Class cls)
{
((void(*)(Class, SEL))objc_msgSend)(cls, @selector(initialize));
asm("");
}
需要注意，initialize方法与load方法最大的区别在于其最终是通过objc_msgSend来实现的，每个类如果未初始化过，都会通过objc_msgSend来向类发送一次initialize消息，因此，如果子类没有对initialize实现，按照objc_msgSend的消息机制，其是会沿着继承链一路向上找到父类的实现进行调用的，所有initialize方法并不是只会被调用一次，假如父类中实现了这个方法，并且它有多个未实现此方法的子类，则当每个子类第一次接受消息时，都会调用一遍父类的initialize方法，这点非常重要，在实际开发中一定要牢记。
五、结语
load和initialize方法是iOS开发中非常简单也也非常常用的两个方法，然而其与普通的方法比起来，还有有一些特殊，通过对源码的解读，我们可以更加深刻的理解这些特殊之处的原因及原理，编程的过程就像修行，知其然也知其所以然，与大家共勉。
