面试题：Objective-C运行时类加载与初始化的底层优化探讨

Question

假设你正在优化一个包含大量类的Objective-C项目，从类加载与初始化流程的角度出发，你会采取哪些策略来提高启动性能？请结合Objective-C运行时的底层原理进行说明。

Answer 1

1. 懒加载类

• 原理：在Objective-C运行时，类在首次使用时才会被加载和初始化。对于那些在启动阶段不需要立即使用的类，采用懒加载方式。比如，应用中一些功能模块的类，在用户触发相应功能时才加载。
• 实现方式：可以通过+load方法和dispatch_once结合。在+load方法中，不进行实际的初始化操作，而是在需要使用该类时，通过dispatch_once来确保类的初始化只执行一次。

2. 减少 +load 方法中的操作

• 原理：+load方法在类被加载到内存时就会被调用，并且是线程安全的。但由于所有类的+load方法会按继承体系顺序依次调用，如果在+load方法中执行复杂操作，会阻塞主线程，影响启动性能。
• 实现方式：将+load方法中的非必要操作移到+initialize方法或者类的其他方法中。+initialize方法是在类或其分类的第一个方法被调用前调用，且是线程安全的，不过可能会被多次调用（在多线程环境下首次调用类的不同方法时），所以要注意代码的幂等性。

3. 合并和优化分类

• 原理：分类在运行时会被合并到类的相关数据结构中。过多的分类会增加类加载和初始化时的处理时间。
• 实现方式：尽量将功能相关的分类合并，减少分类的数量。同时，避免在分类中重写类的初始化方法等关键方法，防止在初始化流程中出现意外的覆盖和错误。

4. 预编译和缓存常用类

• 原理：可以在应用启动前，通过一些工具对常用类进行预编译，使其在启动时能更快地被加载。同时，利用运行时的缓存机制，对于频繁使用的类对象进行缓存，减少创建和初始化的开销。
• 实现方式：例如，在应用启动时，预先创建一些单例类对象并缓存起来，后续使用时直接从缓存中获取，避免重复的加载和初始化流程。对于一些基础工具类，也可以在启动阶段提前加载并缓存。