NSObject 的 load 和 initialize 方法

在Objective-C中，NSObject是根類，而NSObject.h的標頭檔案中前兩個方法就是load和initialize兩個類方法，本篇文章就對這兩個方法做下說明和整理。

0. 概述

Objective-C作為一門物件導向語言，有類和物件的概念。編譯後，類相關的資料結構會保留在目標檔案中，在執行時得到解析和使用。在應用程式執行起來的時候，類的資訊會有載入和初始化過程。

其實在Java語言中也有類似的過程，JVM的ClassLoader也對類進行了載入、連線、初始化。

就像Application有生命週期回撥方法一樣，在Objective-C的類被載入和初始化的時候，也可以收到方法回撥，可以在適當的情況下做一些定製處理。而這正是load和initialize方法可以幫我們做到的。

可以看到這兩個方法都是以“+”開頭的類方法，返回為空。通常情況下，我們在開發過程中可能不必關注這兩個方法。如果有需要定製，我們可以在自定義的NSObject子類中給出這兩個方法的實現，這樣在類的載入和初始化過程中，自定義的方法可以得到呼叫。

從如上宣告上來看，也許這兩個方法和其它的類方法相比沒什麼特別。但是，這兩個方法具有一定的“特殊性”，這也是這兩個方法經常會被放在一起特殊提到的原因。詳細請看如下幾小節的整理。

1. load和initialize的共同特點

load和initialize有很多共同特點，下面簡單列一下：

• 在不考慮開發者主動使用的情況下，系統最多會呼叫一次
• 如果父類和子類都被呼叫，父類的呼叫一定在子類之前
• 都是為了應用執行提前建立合適的執行環境
• 在使用時都不要過重地依賴於這兩個方法，除非真正必要

2. load方法相關要點

廢話不多說，直接上要點列表：

• 呼叫時機比較早，執行環境有不確定因素。具體說來，在iOS上通常就是App啟動時進行載入，但當load呼叫的時候，並不能保證所有類都載入完成且可用，必要時還要自己負責做auto release處理。
• 補充上面一點，對於有依賴關係的兩個庫中，被依賴的類的load會優先呼叫。但在一個庫之內，呼叫順序是不確定的。
• 對於一個類而言，沒有load方法實現就不會呼叫，不會考慮對NSObject的繼承。
• 一個類的load方法不用寫明[super load]，父類就會收到呼叫，並且在子類之前。
• Category的load也會收到呼叫，但順序上在主類的load呼叫之後。
• 不會直接觸發initialize的呼叫。

3. initialize方法相關要點

同樣，直接整理要點：

• initialize的自然呼叫是在第一次主動使用當前類的時候（lazy，這一點和Java類的“clinit”的很像）。
• 在initialize方法收到呼叫時，執行環境基本健全。
• initialize的執行過程中是能保證執行緒安全的。
• 和load不同，即使子類不實現initialize方法，會把父類的實現繼承過來呼叫一遍。注意的是在此之前，父類的方法已經被執行過一次了，同樣不需要super呼叫。

由於initialize的這些特點，使得其應用比load要略微廣泛一些。可用來做一些初始化工作，或者單例模式的一種實現方案。

4. 原理

“原始碼面前沒有祕密”。最後，我們來看看蘋果開放出來的部分原始碼。從中我們也許能明白為什麼load和initialize及呼叫會有如上的一些特點。

其中load是在objc庫中一個load_images函式中呼叫的，先把二進位制映像檔案中的頭資訊取出，再解析和讀出各個模組中的類定義資訊，把實現了load方法的類和Category記錄下來，最後統一執行呼叫。

其中的prepare_load_methods函式實現如下：

這大概就是主類中的load方法先於category的原因。再看下面這段：

這正是父類load方法優先於子類呼叫的原因。

再來看下initialize呼叫相關的原始碼。objc的庫裡有一個_class_initialize方法實現，如下：

在這段程式碼裡，我們能看到initialize的呼叫順序和執行緒安全性。