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深入解析 iOS 应用启动过程:main() 函数前的四大步骤

深入解析 iOS 应用启动过程:main() 函数前的四大步骤

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背景描述:使用 Objective-C 开发的 iOS 或者 MacOS 应用

在开发 iOS 应用时,我们通常会关注 main() 函数及其之后的执行逻辑,但在 main() 函数之前,系统已经为我们完成了许多重要的初始化工作。这些工作确保了我们的应用能够顺利启动和运行。本文将详细解析在 main() 函数执行前,iOS 系统所做的四大步骤。

步骤一:加载可执行文件

当我们启动一个 iOS 应用时,系统首先会加载应用的可执行文件。可执行文件是由多个目标文件(.o 文件)链接而成的。这一步骤确保应用的核心代码和数据已经加载到内存中,准备好供后续使用。

步骤二:加载动态链接库,进行 Rebase 和 Bind

在加载可执行文件之后,系统会加载应用依赖的所有动态链接库(动态库或框架)。这一步骤包括两个重要的操作:

  1. Rebase(指针重定位):调整动态库在内存中的基地址,以确保所有内存引用都是正确的。
  2. Bind(符号绑定):解析和绑定所有符号(函数和全局变量的地址),以便在运行时可以正确调用这些符号。

通过这一步骤,系统确保所有外部依赖都已正确加载,并且符号地址已经绑定好,为后续的代码执行做好准备。

步骤三:Objective-C 运行时的初始处理

接下来,Objective-C 运行时会进行一系列初始化处理,包括:

  1. 类的注册:注册所有的 Objective-C 类,使其在运行时可用。
  2. Category 注册:注册所有的 Category,确保它们的方法被正确添加到相应的类中。
  3. Selector 唯一性检查:确保每个 Selector 在应用中是唯一的,避免方法调用冲突。

这些初始化处理确保了 Objective-C 运行时环境的正确性和稳定性。

步骤四:初始化工作

最后一步是各种初始化工作,按照实际执行顺序,如下所述:

  1. 调用用 attribute((constructor)) 修饰的函数
    这些函数会在加载动态链接库并进行基本内存布局之后首先被调用。这些函数用于执行早期的初始化操作。

  2. 执行类和 Category 的 +load 方法
    接下来,Objective-C 运行时会执行所有类和 Category 的 +load 方法。+load 方法在类或 Category 被加载到运行时时调用,用于执行类级别的初始化操作。需要注意的是,+load 方法的调用顺序是按照类和 Category 的加载顺序,父类的 +load 方法会先于子类的 +load 方法执行。

  3. 初始化和创建全局变量
    最后,系统会初始化和创建全局变量。这包括全局 C++ 对象的构造函数调用和全局 Objective-C 对象的初始化。这些变量的初始化通常会在 +load 方法之后进行,因为全局变量的初始化可能依赖于类的加载和初始化。

通过上述四个步骤,iOS 系统为我们的应用创建了一个稳定的运行环境,使得应用可以顺利地从 main() 函数开始执行主逻辑。

总结

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main() 函数执行之前,iOS 系统进行了许多关键的初始化工作。这些工作包括加载可执行文件和动态链接库、进行 Objective-C 运行时的初始处理,以及执行一系列初始化操作。这些步骤确保了应用在启动时拥有一个稳定和正确的运行环境。

理解这些初始化过程,不仅有助于我们更好地理解 iOS 应用的启动机制,还能帮助我们在开发过程中优化应用的启动性能。希望这篇文章能对你有所帮助,让你对 iOS 应用的启动过程有更深入的了解。

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