iOS APP启动原理及视图~详解

一 、IOS开发APP启动原理

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二、iOS系统架构

三、静态链接库与动态链接库

-(IBAction)useBundleLoad:(id)sender

}

四、dylib加载调用

IOS基础原理：Notifications

用于异步发送消息的通知队列，这个异步并不是开启线程，而是把通知存到双向链表实现的队列里面，等待某个时机触发。触发时调用 NSNotificationCenter 的发送接口进行发送通知，这么看 NSNotificationQueue 最终还是调用 NSNotificationCenter 进行消息的分发，另外 NSNotificationQueue 是依赖 runloop 的，所以如果线程的 runloop 未开启则无效。

把通知添加到队列等待发送，同时提供了一些附加条件供开发者选择，如：什么时候发送通知、如何合并通知等，系统给了如下定义。

可以，因为 notificationcenter 对观察者的引用是 weak ，当观察者释放的时候，观察者的指针值被置为 nil

会调用多次 observer 的 action 。多次移除没有任何影响。

NCTable 结构体中核心的三个变量： wildcard 、 named 、 nameless ，在源码中直接用宏定义表示了： WILDCARD 、 NAMELESS 、 NAMED 。

❶ NAMED 是个宏，表示名为 named 的字典。如果通知的 name 存在，则以 name 为 key 从 named 字典中取出值 n (这个 n 其实被 MapNode 包装了一层，便于理解这里直接认为没有包装)，这个 n 还是个字典。

❷ n 不存在，则先取缓存，如果缓存没有则新建一个 map

❸ n 存在则把值取出来赋值给 m

❹ 然后以 object 为 key ，从字典中取出对应的值，这个值就是 Observation 类型的链表，然后把刚开始创建的 Observation 对象 o 存储进去。

❶ 以 object 为 key ，从 nameless 字典中取出对应的 value ， value 是个链表结构。

❷ 不存在则新建链表，并存到 map 中

❸ 存在则把值接到链表的节点上

如果注册通知时传入 name ，那么会是一个双层的存储结构。首先找到 NCTable 中的 named 表，这个表存储了 name 的通知。接着以 name 作为 key ，找到 value ，这个 value 依然是一个 map 。最后， map 的结构是以 object 作为 key ， Observation 对象为 value ，这个 Observation 对象的结构上面已经解释，主要存储了 observer SEL 。

以 object 为 key ，从 nameless 字典中取出 value ，此 value 是个 Observation 类型的链表。接着把创建的 Observation 类型的对象 o 存储到链表中。只存在 object 时存储只有一层，那就是 object 和 Observation 对象之间的映射。

这种情况直接把 Observation 对象存放在了 Observation *wildcard 链表结构中。

发送通知的核心逻辑比较简单，基本上就是查找和调用响应方法，从三个存储容器中： named 、 nameless 、 wildcard 去查找对应的 Observation 对象，然后通过 performSelector ：逐一调用响应方法，这就完成了发送流程。

主要做了三件事：查找通知、发送、释放资源。

❶ 通过 name object 从 named 、 nameless 、 wildcard 表中查找对应的通知(保存了 observer 和 sel )。

❷ 执行发送，即调用 performSelector 执行响应方法，从这里可以看出是同步的。

❸ 释放 notification 对象。

因为查找时做了这个链表的遍历，所以删除时会把重复的通知全都删除掉

查找时仍然以 name 和 object 为准，再加上 observer 做区分。

上面介绍的 NSNotificationCenter 都是同步发送的，接受消息和发送消息是在一个线程里。这里介绍关于 NSNotificationQueue 的异步发送，通过 NSNotificationQueue 将通知添加到队列当中，立即将控制权返回给调用者，在合适的时机发送通知，从而不会阻塞当前的调用。从线程的角度看并不是真正的异步发送，或可称为延时发送，它是利用了 runloop 的时机来触发的，所以如果在其他子线程使用 NSNotificationQueue ，需要开启 runloop 。由于最终还是通过 NSNotificationCenter 进行发送通知，所以从这个角度讲它还是同步的。所谓异步，指的是非实时发送而是在合适的时机发送，并没有开启异步线程。

NSPostingStyle 和 coalesceMask 在上面的类结构中有介绍。 modes 这个就和 runloop 有关了，指的是 runloop 的 mode 。

❶ 根据 coalesceMask 参数判断是否合并通知

❷ 接着根据 postingStyle 参数，判断通知发送的时机

❸ runloop 立即回调通知方法，同步发送

❹ runloop 在执行 timer 事件或 sources 事件的时候回调通知方法，异步发送

❺ runloop 空闲的时候回调通知方法，异步发送

runloop 触发某个时机，调用 GSPrivateNotifyASAP() 和 GSPrivateNotifyIdle() 方法，这两个方法最终都调用了 notify() 方法。 notify() 所做的事情就是调用 NSNotificationCenter 的 postNotification: 进行发送通知。

异步线程发送通知则响应函数也是在异步线程，如果执行UI刷新相关的话就会出现问题，那么如何保证在主线程响应通知呢？可以使用 addObserverForName: object: queue: usingBlock 方法注册通知，指定在 mainqueue 上响应 block 。

ios阅读器开发原理

1、首先将 epub 文件解压后得到其资源文件包,其中会包含相应的文件夹。

2、其次通过 OEBPS 文件夹中的资源文件提取所需的数据并进行拼装后渲染，包含了文件的解压缩和通过 touchXML 对 xml 数据的解析和写入。

3、最后对 xml 解析获取到节点内容并保存,遍历数据数组找到其中所需的节点,将其遍历节点得到所需属性的 name 和 value 作为字典对象填充至模型。

iOS开发 - NSNotification原理理解

NSNotification是iOS中一个调度消息通知的类，采用单例设计模式，在开发中实现传值、回调等。在iOS中，NSNotification是使用观察者模式来实现用于跨层传递消息。

NSNotification包含了一些用于向其他对象发送通知的必要信息，包括名称、对象和可选字典，并由NSNotificationCenter或NSDistributedNotificationCenter的实例进行发送。name是标识通知的标记、object是保存发送通知的对象、userinfo存储其他相关对象。 这里主要注意的是：NSNotification对象是不可变的。

可以使用 notificationWithName:object: 或 notificationWithName:object:userInfo: 创建通知对象。但实际开发中，一般是直接使用NSNotificationCenter调用 postNotificationName:object: 或 postNotificationName:object:userInfo: ，这两个类方法会在内部直接创建NSNotification对象，并发出通知。

  从官网文档可知，NSNotification是不能直接实例化的，如果用init方法进行实例化时，会引发异常。还有需要注意的是如果我们自己去实现构造方法时，不能在super上调用init方法。

NSNotificationCenter提供了一套机制来发送通知，每个运行中的应用程序都有一个defaultCenter通知中心，我们可以创建新的通知中心来组织特定上下文中的通信。  NSNotificationCenter暴露给外部的字段只有一个defaultCenter，并且该字段是只读的，暴露出来的方法分为三种：添加、移除通知观察者和发出通知。详细如下表所示：

postNotificationName:object:

postNotificationName:object:userInfo: |

相关说明：

简单理解为：通知中心的缓冲区。尽管通知中心已经分发通知，但放置到队列中的通知可能会延迟，直到runloop结束或者runloop空闲时才发送。如果有多个相同的通知，NSNotificationQueue会将其进行合并，以便在发布多个通知的情况下只发送一个通知。

  通知队列按照先进先出(FIFO)的顺序维护通知。当一个通知移动到队列的前面时，队列将它发送到通知中心，然后再将通知分派给所有注册为观察者的对象。每个线程都有一个默认的通知队列，该队列与流程的默认通知中心相关联。我们也可以创建自己的通知队列。

  和NSNotificationCenter一样，NSNotificationQueue也只暴露了一个字段：defaultQueue，返回当前线程的默认通知队列。方法分为：创建通知队列和管理通知。详细说明如下表所示：

dequeueNotificationsMatching:coalesceMask:

enqueueNotification:postingStyle:coalesceMask:forModes: |

方法相关说明：

在上面的方法中，需要注意的2个常量，相关说明如下：

NSNotificationCenter定义了两个Table，同时为了封装观察者信息，也定义了Observation保存观察者信息。他们的结构体可以简化如下所示：

在NSNotificationCenter内部一共保存了两张表，一张用于保存添加观察者的时候传入的NotificationName的情况；一张用于保存添加观察者的时候没有传入NotificationCenter的情况，详细分析如下：

在Named Table中，NotificationName作为表的key，因为我们在注册观察者的时候是可以传入一个object参数用于只监听该对象发出的通知，并且一个通知可以添加多个观察者，所以还需要一张表用来保存object和observe的对应关系。这张表的key、value分别是以object为key，observe为value。所以对于Named Table，最终的结构为：

Named Table

特别说明：在实际开发中，我们经常将object参数传nil，这个时候系统会根据nil自动产生一个key。相当于这个key对应的value（链表）保存的就是对于当前NotificationName没有传入object的所有观察者。当NotificationName被发送时，在链表中的观察者都会收到通知。

UNamed Table结构比Named Table简单得多。因为没有NotificationName作为key。这里直接就以object为key，比Named Table少了一层Table嵌套。

UnNamed Table

如果在注册观察者时没有传入NotificationName，同时没有传入object，所有的系统通知都会发送到注册的对象里。

首先在初始化NSNotificationCenter时会创建一个对象，这个对象里面保存了Named Table、UNamed Table和其他信息。

在没有传入NotificationName的情况和上面的过程类似，只不过是直接根据object去对应的链表而已。如果既没有传入NotificationName，也没有传入object，则这个观察者会添加到wildcard链表中。

发送通知一般是调用 postNotificationName:object:userInfo: 方法来实现。该方法内部会实例化一个NSNotification来保存传入的各种参数，包括name、object和userinfo。

  发送通知的流程总体来说就是根据NotificationName查找到对应的Observer链表，然后遍历整个链表，给每个Observer结点中保存的对象及SEL，来向对象发送消息。具体流程如下：

这个方式也就能说明，发送通知的线程和接收通知的线程都是同一个线程。

NSNotification和线程同步之间是什么关系呢？先看下官方文档的说明：

翻译过来意思为：

更多关于NSNotification与线程之间的关系，请阅读下面的文章： iOS开发 - NSNotification和线程相关

总的来说，NSNotification的三个相关类的作用，可以用下图进行归纳总结。

总结

iOS底层原理08：类结构分析——bits属性

iOS底层原理07：类 类结构分析 中我们对 类结构 有了大概的认识，本文主要探索 objc_class 的 bits属性 ，探索 成员变量 、 属性 、 方法 (对象方法、类方法)、 协议 等是如何存储的

WWDC2020中关于数据结构的变化（Class data structures changes）视频地址

Object-C运行时会使用这些 数据结构 来跟踪类，????下面我们先来了解 Clean Memory 和 Dirty Memory 的区别，方便我们更好得理解 类数据结构的优化

因此，苹果为了性能优化， 类数据被分成两部分 ，可以保持清洁的数据越多越好，通过分离出那些 永远不会更改的数据 （即 class_ro_t ），可以把大部分的类数据存储为 clean memory

虽然 class_ro_t 这些数据足够我们使用类，但因为 OC 的动态特性， 运行时 需要跟踪每个类的更多信息，所以当一个类 首次被使用 ， runtime 会为它 分配额外的存储空间 。

优化之前，类结构如下????

所有的 类 都会链接成一个 树状结构 ，通过使用 First Subclass 和 Next Sibling Class 指针实现的，这允许运行时遍历当前使用的所有类。

【问题】 为什么 class_rw_t 和 class_ro_t 中都存在 方法、属性 呢？

在任何给定的设备中，都有许多类在使用，苹果开发人员在 iPhone 上的整个系统中测量了， class_rw_t 结构占用了相当多的内存， 【切记】 我们在 读取-编写 部分需要这些东西，因为他们可以在运行时更改。

【问题】 如果缩小 class_rw_t 的结构呢？

所以我们可以 拆掉 那些平时不用的部分，以达到内存优化，如下图所示：

我们可以通过 heap 来检查正在运行的进程所使用的堆内存

class_rw_t 优化，其实就是对 class_rw_t 不常用的部分进行了剥离。如果需要用到这部分就从扩展记录中分配一个，滑到类中供其使用。现在大家对类应该有个更清楚的认识。

准备工作

定义两个类

断点调试步骤如下

????通过lldb断点来查看 HTPerson 的属性

通过 class_rw_t - properties() 获取的属性列表，只存储了两个属性： name 和 age

【问题】 我们声明的 变量-hobby 保存在哪里呢？

类 属性列表 中没有存储 变量 ，观察发现 class_rw_t 还有一个获取 class_ro_t * 的方法 const class_ro_t *ro() const {} ，成员变量会不会在 class_ro_t 中，源码查看 class_ro_t 结构体定义

class_ro_t 是结构体类型，有一个 const ivar_list_t * ivars; 变量。从名字我们可以猜到里面应该存储变量。????通过lldb验证如下图：

lldb调试如下????

从上图打印结构可以看出，类会为 属性 提供默认的 set、get 方法，

但是我们没有发现 HTPerson 的类方法 + (void)sayBye;

对象的方法 是存储在 类 中，那么 类方法 可能存储在 元类 中。按照这个思路探究下

从打印结果可以得知： 类方法 存储在 元类 的 方法列表 中

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