iOS 底层探索篇 ——类的加载原理（下）

1. 为什么要有ro，rw，rwe

• ro属于cleanmemory,在编译即确定的内存空间,只读,加载后不会改变内容的空间
• rw属于dirtymemory,rw是运行时结构,可读可写,可以向类中添加属性、方法等,在运行时会改变的内存;
• rwe相当于类的额外信息,因为在实际使用过程中,只有很少的类会真正的改变他们的内容,所以为避免资源的消耗就有了rwe;

ro被复制一份到rw里面，这是因为在运行时分类可以添加方法，而程序员也可以动态添加方法或者属性到类里面，而ro是只读的，所以需要在rw里面来追踪这些东西。
不是每一个类都会动态添加，所以如果这片内存写在rw里面，那么就会对脏内存有影响，所以把这些东西放在rwe里面。

2. cls->data()

realizeClassWithoutSwift中的ro时怎么来的呢？查找到赋值的地方。


发现返回的是一个地址指针，而指针可以进行取值和强转。这里是从macho里面获取地址指针，然后对class_ro_t的数据进行赋值。

3. extAllocIfNeeded & attachCategories

回到methodizeClass里面查看，看到rwe则是等于rw->ext()。


点进去查看实现，发现下面一个方法extAllocIfNeeded，如果有这个方法就会有rwe。

在源码中查找extAllocIfNeeded，发现在attachCategories里面有调用。也就是在添加分类的时候，rwe是必然有值的。同时在class_setVersion，addMethods_finish，class_addProtocol，_class_addProperty，objc_duplicateClass的时候也是有调用的。这说明在运行时进行处理的时候，才会进行rwe的创建。

现在来看attachCategories，因为需要研究分类时如何写到类里面的。在源码中搜索attachCategories，发现在attachToClass，load_categories_nolock里面有调用。


load_categories_nolock比较陌生，而attachToClass在methodizeClass里面有看到过，所以来看一下attachToClass。
看到这里有一个地方判断previously来看是否进入调用attachToClass。
看一下previously是哪里来的。发现是methodizeClass的第二个参数。

接下来搜索methodizeClass的调用。发现在realizeClassWithoutSwift里面。

又看到previously是realizeClassWithoutSwift的第二个参数。

接下来寻找realizeClassWithoutSwift的调用。发现传的第二个参数全是nil，那么就代表previously是一个备用参数，为了方便内部进行相关的调节。
既然previously是nil，那么上面点函数就不会进去，也就是只会调用下面点attachToClass。

接下来看attachCategories里面的attachLists。先看中间最短的地方。这里表示如果没有list而且attachLists里面就一个元素，那么list就是一个只有这个元素的一位数组。

再来看下面的else 的情况，这里做的是重新创建一个count为新list.count + 1 的数组（有oldlist的情况下，否则为0），将之前的一整个数组放到新数组的最后一位，然后将要添加的数组的元素从新数组的头部开始依次添加进去。


再来看最后一个部分，这里做的就是重新创建一个count为oldList的count个数加addedList的count个数的数组，先将oldList的元素依次从i+addedCount位添加进去，然后将addedList的依次从头开始添加进去。

4.分类的懒加载

之前说到类有懒加载并且由load方法来控制，那么分类是否也有懒加载呢？并且分类的懒加载和类的懒加载是否有关系呢？来探索一下。

类和分类都实现load

先来看类和分类都实现load的情况，在attachCategories打下断点并运行。

运行后发现会来到_read_images的非懒加载区域

然后来到realizeClassWithoutSwift。

然后来到methodizeClass里面调用attachToClass。

在往下就来到了attachCategories

所以调用流程如下：
map_images -> map_images_nolock -> _read_images -> readClass -> realizeClassWithoutSwift -> methodizeClass -> attachToClass -> load_images -> loadAllCategories -> load_categories_nolock -> load_categories_nolock -> attachCategories -> attachLists

类实现load和分类不实现load

把分类的load方法去掉后重新运行，发现不会实现attachCategories方法了。

类不实现load和分类实现load

把分类的load方法去掉后重新运行，发现和上面的情况一样不会实现attachCategories方法了。

类和分类都不实现load

运行后发现直接到main函数里面了。

5. 4种不同情况下的分类加载

类和分类都实现load

实现类和分类的load方法后运行，进入realizeClassWithoutSwift后输入ro查看分类数据是否被加载进去，如果有的话那么就说明在realizeClassWithoutSwift分类就已经被加载进去了，否则就在realizeClassWithoutSwift之后。
输出所有的baseMehtods之后发现，没有分类的方法，那么说明分类还没有被加载进去。

接下来看load_categories_nolock里面，输出cat看一下，确实是我们创建的分类。

在输出cls 看一下发现确实是LGPerson。

接下来往下走发现调用attachCategories的地方，这里因为cls已经在read_images时候加载过了所以cls->isRealized()为true。

看到attachCategories里面，看到mlist的数据结构，且里面count为2，也就是分类里面的2个方法。

在往下走，发现把mlist放到了mlists里的最后一位。

往下走，跳过中间的属性和协议，就来到了这里。看到这里调用prepareMethodLists进行了排序，然后往rwe的methods调用attachLists添加了分类方法。

进去看attachLists。这里看到addedLists是个二级指针。

然后往下走，看到进入了else。
打印输出发现存入的都是指针。

输出看一下发现这里的addedList[0]存的是分类

类不实现load，分类实现load

没有进入attachCategories，也就是没有加载分类，但是加载类。

这里类被迫营业了。分类是针对主类实现的，所以分类要实现，就要先实现类的。这里在realizeClassWithoutSwift里面输出ro的baseMethods，发现分类的方法也都加载了进去了，说明类和分类已经合到一起了，编译器已经将分类的数据放在 cls->data()。

类实现load，分类不实现load

没有进入attachCategories，也就是没有加载分类，但是加载类。

这里在realizeClassWithoutSwift里面输出ro的baseMethods，发现分类的方法也都加载了进去了，说明类和分类已经合到一起了，编译器已经将分类的数据放在 cls->data()，

类和分类都不实现load

运行后发现直接到main函数里面了，两者都懒加载。

这里在realizeClassWithoutSwift里面输出ro的baseMethods，发现分类的方法也都加载了进去了，说明类和分类已经合到一起了，编译器已经将分类的数据放在 cls->data()，

也就是说，当类和分类都不实现load的时候，两者都懒加载，在类第一次收到消息的时候初始化。但是类和分类加载都已经在data里面了。

6.多个分类的加载情况

分类全都实现load

添加一个分类，然后运行。看到两个分类都加载了进去。


接下来的流程和单个分类的加载情况一样，但是attachLists却不一样了。这里就加载了分类。

分类不全都实现load

运行后还是全都加载了。

processCatlist是block，在下面调用。

load_categories_nolock是由loadAllCategories调用，loadAllCategories则是由load_images里面调用，并且由didInitialAttachCategories和didCallDyldNotifyRegister决定调不调用，didInitialAttachCategories默认为false，而当loadAllCategories调用后，didInitialAttachCategories就为true，所以就只调用一次。


所以能加载到分类的原因是通过catList从macho里面读取到的。

一般来说，mach会加载整个数据结构，当调用load的时候，就会打乱算法来进行计算，所以说load耗时。正常来说，类和分类都会在macho里面加载好的了。