本系列博客是本人的源码阅读笔记，如果有iOS开发者在看runtime的，欢迎大家多多交流。为了方便讨论，本人新建了一个微信群(iOS技术讨论群)，想要加入的，请添加本人微信：zhujinhui207407，【加我前请备注：ios 】，本人博客http://www.kyson.cn 也在不停的更新中，欢迎一起讨论
本文完整版详见笔者小专栏：
背景
在文件objc-runtime-new.m中，给如下代码打个断点：
可以看到调用栈中有如下函数：
static_init()复制代码
以及
_objc_init()复制代码
这是我们很熟悉的两个方法：_objc_init()是上篇文章中说的，static_init()方法是在_objc_init()中被调用的，其定义如下：
/************************************************************************ static_init* Run C++ static constructor functions.* libc calls _objc_init() before dyld would call our static constructors, * so we have to do it ourselves.**********************************************************************/static void static_init(){ size_t count; Initializer *inits = getLibobjcInitializers(&_mh_dylib_header, &count); for (size_t i = 0; i < count; i++) { inits[i](); }}复制代码 通过其注释，我们大概知道static_init函数的作用是运行C++的静态构造函数。其原因在于dyld调用我们的静态构造函数晚于libc调用_objc_init函数。这句话咋一看比较难理解，更让人难以理解的是，在断点前并不是static_init函数，而是一个方法：_GLOBAL__sub_I_objc_runtime_new，笔者进入该断点看到如下内容：
__cxx_global_var_init复制代码
的方法。 那么，这些方法又是做什么的呢，这是本文讨论的问题之一，解决这个问题再一起阅读static_init的源码。
分析
为了解释上面的代码，我们做个实验。
在XCode的main.m文件中输入以下代码：
class Person{public: Person(){ printf("Person::Person()"); } ~Person(){ printf("Person::~Person()"); }};Person kyson;int main() { return 0;}复制代码 执行后会打印如下结果：
Person::Person()Person::~Person()复制代码
说明执行了Person类的构造函数以及析构函数。如果读者对C++的构造函数以及析构函数还有任何疑问的话，可以大概了解一下C++的语法。笔者的侧重点在于，我们只是声明了：
Person kyson;复制代码
为什么会执行构造函数以及析构函数呢。稍微debug一下，我们居然发现，Person kyson; 这句代码居然比main()函数提前执行。这有悖于我们之前了解的只有load函数早于main()函数执行的常识。那么，main()函数执行之前，系统究竟执行了哪些操作，哪些我们能hook呢。带着这个疑问，我们深入研究一下C++的全局变量。
C++ 全局变量初始化
实验
在objc_init()方法中删掉
static_init();复制代码
这一行，会发现程序有崩溃，崩溃的调用栈如下：
看右下角可知，其崩溃在方法pthread_rwlock_wrlock中。而这正是因为我们删掉static_init()后
rwlock_t runtimeLock;rwlock_t selLock;mutex_t cacheUpdateLock;recursive_mutex_t loadMethodLock;复制代码
这四行代码没有执行引起的（因为对应的构造函数不能执行）。至此谜题终于解开了。
继续深入讲解static_init方法，可以看出，getLibobjcInitializers方法是它的实现主体，点击进入可以看到如下实现：
GETSECT(getLibobjcInitializers, Initializer, "__objc_init_func");复制代码
其中GETSECT是一个宏：
#define GETSECT(name, type, sectname) \type *name(const headerType *mhdr, size_t *outCount) { \ return getDataSection (mhdr, sectname, nil, outCount); \} \type *name(const header_info *hi, size_t *outCount) { \ return getDataSection (hi->mhdr(), sectname, nil, outCount); \}复制代码 因此我们可以将以上代码展开如下：
Initializer *getLibobjcInitializers(const headerType *mhdr, size_t *outCount) { return getDataSection (mhdr, "__objc_init_func", nil, outCount);}Initializer *getLibobjcInitializers(const header_info *hi, size_t *outCount) { return getDataSection (hi->mhdr(), "__objc_init_func", nil, outCount);}复制代码 getDataSection的代码如下：
// Look for a __DATA or __DATA_CONST or __DATA_DIRTY section // with the given name that stores an array of T.templateT* getDataSection(const headerType *mhdr, const char *sectname, size_t *outBytes, size_t *outCount){ unsigned long byteCount = 0; T* data = (T*)getsectiondata(mhdr, "__DATA", sectname, &byteCount); if (!data) { data = (T*)getsectiondata(mhdr, "__DATA_CONST", sectname, &byteCount); } if (!data) { data = (T*)getsectiondata(mhdr, "__DATA_DIRTY", sectname, &byteCount); } if (outBytes) *outBytes = byteCount; if (outCount) *outCount = byteCount / sizeof(T); return data;}复制代码
其实看注释就大概清楚，这是为了获取“区”的数据，那么什么是“区”，为什么要读取区的数据，本文将带大家细细品味。
分析
要理解区，首先要了解苹果系统的可执行文件类型：。
Mach-O文件 Mach-O为Mach Object文件格式的缩写，它是一种用于可执行文件，目标代码，动态库，内核转储的文件格式。作为a.out格式的替代，Mach-O提供了更强的扩展性，并提升了符号表中信息的访问速度。 Mach-O曾经为大部分基于Mach核心的操作系统所使用。NeXTSTEP，Darwin和Mac OS X等系统使用这种格式作为其原生可执行文件，库和目标代码的格式。而同样使用GNU Mach作为其微内核的GNU Hurd系统则使用ELF而非Mach-O作为其标准的二进制文件格式。
也就是说不论是iOS还是Mac中的可执行文件都是Mach-O类型的，有人说，不对啊，iOS的文件类型不是IPA么。但其实IPA真正是什么呢，我们可以再次看看：
ipa后缀的文件是iOS系统的软件包，全称为iPhone application archive。通常情况下，ipa文件都是使用苹果公司的FairPlayDRM技术进行加密保护的。每个IPA文件都是ARM架构的可执行文件以及该应用的资源文件的打包文件，只能安装在iPhone，iPod Touch或iPad上。该文件可以通过修改后缀名为zip后，进行解压缩，查看其软件包中的内容。
也就是说IPA文件其实是个压缩包，里面包含了Mach-O，即可执行文件。那既然如此，一个Mach-O文件是如何构成的呢，这个我们可以从苹果官网找到答案：
Overview of the Mach-O Executable Format Mach-O is the native executable format of binaries in OS X and is the preferred format for shipping code. An executable format determines the order in which the code and data in a binary file are read into memory. The ordering of code and data has implications for memory usage and paging activity and thus directly affects the performance of your program. A Mach-O binary is organized into segments. Each segment contains one or more sections. Code or data of different types goes into each section. Segments always start on a page boundary, but sections are not necessarily page-aligned. The size of a segment is measured by the number of bytes in all the sections it contains and rounded up to the next virtual memory page boundary. Thus, a segment is always a multiple of 4096 bytes, or 4 kilobytes, with 4096 bytes being the minimum size. The segments and sections of a Mach-O executable are named according to their intended use. The convention for segment names is to use all-uppercase letters preceded by double underscores (for example,
__TEXT); the convention for section names is to use all-lowercase letters preceded by double underscores (for example,__text). There are several possible segments within a Mach-O executable, but only two of them are of interest in relation to performance: the__TEXTsegment and the__DATAsegment.
以上摘自
当然纯文字总是难以建立形象。这里给出一张大家都在用的Mach-O的结构图：
从这张图上来看，Mach-O文件的数据主体可分为三大部分，分别是头部（Header）、加载命令（Load commands）、和最终的数据（Data）。具体每个部分的含义这里不多做介绍了，后面的文章会慢慢为大家揭晓。这里仅需要知道，Data部分的某些SectionData我们可以往里面写入或者读取相应的数据。而对应的读方法是：
extern uint8_t *getsectiondata( const struct mach_header_64 *mhp, const char *segname, const char *sectname, unsigned long *size);复制代码
这就能理解我们文章开头提出的static_init()方法的含义了。其实就是找出__objc_init_func区的数据，获取了Initializer指针，然后按顺序调用。
总结
本文从C++的全局变量的角度来研究了static_init()的作用，大概梳理了static_init()方法的调用原理，以及iOS的可执行文件Mach-O的构成，希望对大家有所帮助。那了解这些，对我们有什么帮助呢，这里做个简单整理：
- 在load方法之前还有很多可以优化之处，比如各种全局变量的延迟加载或者改为局部变量。因为全局变量先于load方法执行，为我们App启动速度优化提供了一个好思路
- 了解Mach-O文件的构成有助于我们更深入了解一个App的构成，改变一个区或者其他部分甚至可以帮助我们逆向一个App