深入浅出：iOS 底层原理之 _objc_init() & _read_images()

IOS 底层原理之 _objc_init() & _read_images()

前言

在深入探索 iOS 底层原理时，_objc_init() 和 _read_images() 两个函数扮演着至关重要的角色。_objc_init() 将 Objective-C Runtime 注册到 dyld 进程加载器中，而 _read_images() 负责加载 Objective-C 镜像文件，包含方法实现、类定义和其他相关数据。本文将深入探讨这两个函数在 iOS 应用程序启动过程中所扮演的角色。

_objc_init()

_objc_init() 函数在 Objective-C Runtime 初始化过程中被调用，它是 dyld 进程加载器回调函数之一。其主要职责是将 Objective-C Runtime 注册到 dyld 中，允许 dyld 在加载 Objective-C 镜像文件时调用 Runtime 函数。_objc_init() 函数还负责初始化 Objective-C 数据结构，例如类元数据和方法实现列表。

步骤：

1. 注册回调函数： _objc_init() 向 dyld 注册三个回调函数，这些函数将在加载 Objective-C 镜像文件时被调用：

   • _objc_image_init()： 处理镜像文件初始化
   • _objc_load_image_info()： 加载镜像文件中的方法实现和类信息
   • _objc_eaten_data_destructor()： 在镜像文件不再需要时释放其数据

2. 初始化 Objective-C 数据结构： _objc_init() 初始化以下 Objective-C 数据结构：

   • 根元类： NSObject 的元类
   • 元类注册表： 用于存储元类的哈希表
   • 方法列表： 用于存储方法实现的哈希表

_read_images()

_read_images() 函数负责加载 Objective-C 镜像文件。它遍历 dyld 加载的镜像文件列表，并为每个 Objective-C 镜像文件调用 _objc_image_init() 回调函数。_objc_image_init() 回调函数随后调用 _objc_load_image_info() 加载镜像文件中的方法实现和类信息。

步骤：

1. 获取镜像文件列表： _read_images() 从 dyld 获取已加载镜像文件列表。

2. 遍历镜像文件列表： _read_images() 遍历每个镜像文件：

   • 如果镜像文件是 Objective-C 镜像文件（即，包含 __OBJC 段），则调用 _objc_image_init() 。
   • 如果镜像文件不是 Objective-C 镜像文件，则跳过它。

3. _objc_image_init()： _objc_image_init() 根据镜像文件内容初始化镜像数据结构：

   • 加载方法实现： 从镜像文件中读取方法实现并将其添加到方法列表中。
   • 加载类信息： 从镜像文件中读取类信息并将其添加到元类注册表中。

总结

_objc_init() 和 _read_images() 函数在 iOS 应用程序启动过程中扮演着至关重要的角色。_objc_init() 将 Objective-C Runtime 注册到 dyld 中，而 _read_images() 负责加载 Objective-C 镜像文件。这些函数共同确保 Objective-C 代码在 iOS 应用程序中得到正确执行。