随着app size的日渐增加，大家都可能会有裁剪app size的需要。当然整块的砍掉使用率低的功能模块是最彻底也最简单的，但这会因为面临各种压力而难以执行……那么主要采用的就是一些常用技术方案：压缩图片、资源后下发、优化代码还有二进制重排列等。

还有一个重要的方向，就是删除无用的代码。不过这个方向在技术上还是有些难度的，因为OC这门语言的特殊性，很难使用静态检查的方法找出无用代码。那么就要借助在运行时实时分析的方案来做，分析的粒度大小主要分为函数粒度和类粒度。按照函数的粒度来分析，要么是在runtime里hook msg_send相关的入口，这样做对性能的影响蛮大；要么是深入了解底层原理后，在编译期做好插桩工作，这样做需要对相应底层技术有十分深入的理解。总之，要么很废，要么很难。所以我们这次利用runtime自带的特性，从类的粒度来分析一下类有没有被初始化过即可。

大致方案

很多技术博客里都提到了，ObjC类的meta class里，自带了一个标记自己有没有初始化过的flag。但是这些文章大部分都是点到为止，没有更深入的介绍具体的实践方法，今天我在这里就整理并提供一个可以实践的方案。

我们要做的就是利用runtime扫描一遍所有ObjC类的列表，然后再定期扫描这列表里所有的类有没有初始化过，获得大量数据后再进行分析，就可以得到初始化次数最少甚至为零的类啦。

听上去挺简单，但是具体有什么难点要实践了才知道，那就开始吧。

当然如果你不想看下面的长篇大论，可以直接看已经放在GitHub的开源库：SLMClassCoverage

扫描ObjC类的列表

扫描所有的ObjC类其实挺简单的，一句objc_copyClassList就搞定了。但是扫描完立刻就发现了问题，一个几乎空白的demo工程，系统类的数量就已经成千上万了。

找了找思路，发现可以用[NSBundle bundleForClass:XXXClass]是不是[NSBundle mainBundle]来判断一个类是不是主bundle里的类。经过了一番尝试，方案可行是可行，但是又发现了新的问题，这个NSBundle是线程不安全的。扫描大量的类是个耗时操作，直接扔在主线程来做可不好。

好在有了思路就不难办，仔细想想runtime的class_getImageName也可以完成类似的效果，记录下主bundle对应的image再进行比对就可以了，实验了下效果也很不错。

整理完app内用户自有类列表之后，梳理数据的时候又发现一个小问题。因为ObjC这个语言是动态的，可以在运行时动态添加类，一些observer操作还有RAC操作容易产生一些动态类成为干扰数据，这就有点难办了。有一些这样的类的类名是下划线开头的，我就顺手把这些类给屏蔽了；其它一些难以判断的，就只能加一些保护防止崩溃了。（如果有什么好的idea欢迎讨论）

至此，我们把要扫描的类列表就能整理出来了，详细的代码可以参照上面的源代码。

判断类有没有被初始化过

ObjC runtime的开源代码真的是一个好东西，因为C系列语言指针的自由度，了解runtime的结构后基本上可以完成各种各样的骚操作。咳咳，当然骚操作不建议瞎用，除非你真的把它搞明白了，因为有时候骚操作会带来很可怕的副作用。

ObjC 类的结构主要是在objc-runtime-new.h这个文件里定义的，下面是这个文件最新两版开源代码的地址：objc4-787.1，objc4-818.2

以后面这个最新版为例，先打开文件，找到下面的内容：

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// objc_class 代码片段
struct objc_class : objc_object {
...
    class_data_bits_t bits;    // class_rw_t * plus custom rr/alloc flags
...
    class_rw_t *data() const {
        return bits.data();
    }
...
    bool isInitialized() {
        return getMeta()->data()->flags & RW_INITIALIZED;
    }
...
}

这个objc_class的isInitialized就是我们要用到的方法了。但是很可惜，这些方法对我们app来说，都是不可见的。所以在这里我教一下大家，怎么分析出我们要用到的变量的偏移地址，直接用指针来搞定问题。

从方法的调用情况看到我们要先找到类的meta class，这个是个runtime里可见的方法，直接调用就能拿到。然后回到objc_class的头部几行：

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⚠️ 注意：为了简化我们的问题，我们只考虑64位架构处理器的情况。毕竟iOS在11.0以后就木有支持32位的CPU了，多研究也没有很大价值。

从之前那段objc_class 代码片段可以看出来，objc_class->data()方法取到的就是头部定义的这个bits变量里的data()，我们最终要找的就是怎么拿到这个值，也就是先要找到上面截图里横线上这个成员变量bits的内存偏移地址。

runtime源代码是用C++来写的，函数都不会占用类meta信息（或者说实例）的内存地址，只有成员变量会占用地址。什么意思呢？看下面的图：

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这个就是objc_class的父结构体，具体代码在objc-private.h里。以这个结构体为例，isa这个成员变量会占用类实例的头8个bytes，也就是64位CPU的一个指针的长度；而下面的这堆方法，在实例里面一点内存都不占用。然后看完整个结构体，只有这么一个成员变量，所以总长度也就8个bytes。

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回到这张图里，对于子结构体来说，是需要继承父结构体的成员变量的。所以objc_class在继承objc_object时，就带上了父结构体的8 bytes长度的isa指针变量。

objc_class内前面几行那几个函数禁用语句，不会产生内存地址的偏移，先不管它们。

superclass作为一个指针（对，Class类型实际上是一个指向结构体的指针），长度也是8 bytes。

然后我们发现一个不太认识的cache_t类型的变量cache，它占用了多少bytes我们就要展开看看了：

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首先说一下explicit_atomic<T>，它只是负责把模板里的类型包成atomic的，不会对变量占用的内存长度产生影响。

然后要说一下union，C++的老朋友了，联合体内部的成员取最长的一个内存长度，就是联合体的内存长度。

mask_t的定义在文件头就能找到，其实在64位CPU下就是一个uint32_t而已。

基于上面的介绍，可以推断出整个cache_t结构体的长度就是16 bytes（详情参照上图标记）。最后得到：

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接下来就是要分析bits.data()->flag的位置了，很凑巧的是：

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// flag 取法代码片段
struct class_data_bits_t {
    friend objc_class;
    // Values are the FAST_ flags above.
    uintptr_t bits;
...
    class_rw_t* data() const {
        return (class_rw_t *)(bits & FAST_DATA_MASK);
    }
...
}

struct class_rw_t {
    // Be warned that Symbolication knows the layout of this structure.
    uint32_t flags;
...
}

bits和flags都是两个结构体里的第一个成员变量，那么我们就不需要继续计算偏移了，留意下data()函数的具体取值方法即可。

最终我们从一个Class类型，取到它有没有被初始化过的代码大致如下：

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Class metaCls = objc_getMetaClass(class_getName(cls));
if (metaCls) {
    uint64_t *bits = (__bridge void *)metaCls + 32; // 在 metaClass 基地址上加上 32 bits 的偏移
    uint32_t *data = (uint32_t *)(*bits & FAST_DATA_MASK); // 模拟 data() 函数取值
    return (*data & RW_INITIALIZED); // 模拟 isInitialized() 函数最后一步与操作
}
return NO;

补充

这个isInitialized的取法完成了，但是它只是数据收集开始的第一步。

扫描类有没有被初始化过是个很快的操作，但是扫描出整个类列表的过程很慢，主要是class_getImageName很慢，所以我在开源库里做了一些简单的缓存策略。这点需要大家自己留意下，根据自己的需要自行修改。

后面基于不同项目的情况和需要，大家还得自己设计数据上传及分析的流程。

希望这篇文章对大家有帮助吧，今天就写到这里。