了解一個(gè)系統(tǒng)的唯一途徑就是去閱讀源代碼

要想完全的了解一個(gè)系統(tǒng)唯一的方法就是去閱讀這個(gè)系統(tǒng)的源代碼實(shí)現(xiàn)!這個(gè)原則對(duì)于一個(gè)iOS程序員也是如此。很幸運(yùn)的是我們現(xiàn)在處于一個(gè)開源代碼迸發(fā)的美好時(shí)代(這里要感謝理查·馬修·斯托曼以及他的GNU計(jì)劃)，很多優(yōu)秀的庫都以源代碼的形式呈現(xiàn)給大家，甚至連iOS這種封閉的系統(tǒng)也迫于某種壓力開放了部分源代碼(雖然開放的部分并不一定和真實(shí)的相同)，這也已經(jīng)足以給了我們很多熱情去窺探其內(nèi)部的一些實(shí)現(xiàn)機(jī)制。目前網(wǎng)絡(luò)上也有非常多的基于蘋果的開源而介紹OC2.0的runtime原理以及runloop實(shí)現(xiàn)機(jī)制以及類的+load方法執(zhí)行時(shí)機(jī)等等方面的文章。

當(dāng)我們希望走更遠(yuǎn)時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)有一座大山阻擋著我們的去路。因?yàn)橄到y(tǒng)的閉源特性使得我們無法閱讀到其中所有的源代碼以及核心實(shí)現(xiàn)。那么是否我們就只能裹足不前了呢?

回答是NO!

源代碼有高級(jí)形式的源代碼也有低級(jí)形式的源代碼。當(dāng)我們被高級(jí)形式的源代碼所阻時(shí)，低級(jí)形式的源代碼卻依舊為我們敞開著大門，就看你愿不愿意去找那把鑰匙并打開它。低級(jí)形式的源代碼是什么呢? 答案就是機(jī)器指令!!

我們知道凡是滿足某個(gè)操作系統(tǒng)ABI規(guī)則的應(yīng)用程序源代碼最終都會(huì)編譯和鏈接為某種特定格式的一條條機(jī)器指令并在CPU上執(zhí)行。如果說程序的高級(jí)語言實(shí)現(xiàn)對(duì)于一個(gè)程序員來說是它的源代碼的話，那么對(duì)于CPU來說一個(gè)程序的機(jī)器指令序列就是它的源代碼。只不過機(jī)器語言對(duì)于很多人來說異常的晦澀難懂而已。

很高興的一件事情就是雖然機(jī)器語言晦澀，我們的前輩們發(fā)明出了一種所謂機(jī)器語言的助記語言：匯編語言

匯編語言中的每條命令雖然幾乎和每條機(jī)器指令一一對(duì)應(yīng)，但是卻增強(qiáng)了程序的可讀性，使得我們面臨的不再是一串干巴巴的二進(jìn)制數(shù)字了。君不見目前很多的反編譯工具以及即使是XCODE上我們都能看到匯編語言的場景。正是因?yàn)閰R編語言的出現(xiàn)使得我們在閱讀和分析源代碼上就進(jìn)了一大步!

當(dāng)你精通匯編語言時(shí)!你看到的所有代碼都將是源代碼!

有人說匯編語言相對(duì)于高級(jí)語言來說依然晦澀難懂，但這其實(shí)并不是絕對(duì)的。曾記得***代程序員的求伯君以及雷軍這些前輩們最早接觸的就是匯編語言，而且他們也都是用匯編語言進(jìn)行程序編寫的。就因?yàn)閰R編語言離機(jī)器語言太近了，所以大家都會(huì)有一種望而生畏的感覺。誠然這些低級(jí)語言并沒有像我們使用的高級(jí)語言那樣更加符合自然語義和語法規(guī)則，但是它的優(yōu)點(diǎn)就是非常的直接和單純。當(dāng)你深入的應(yīng)用它時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)匯編其實(shí)并沒有那么的復(fù)雜。在一個(gè)程序的機(jī)器指令中，大部分的指令代碼所做的事情除了計(jì)算外就是將數(shù)據(jù)在寄存器與寄存器之間以及寄存器與內(nèi)存之間進(jìn)行移動(dòng)。在高級(jí)語言中我們可以定義非常個(gè)性化的變量以及***制的變量，而在低級(jí)語言中我們則只能使用那幾個(gè)有限的寄存器來作為臨時(shí)變量，以及像訪問數(shù)組那樣去訪問內(nèi)存地址。

下面的一張圖可以看到實(shí)現(xiàn)一個(gè)累加功能代碼片段的機(jī)器語言和匯編語言以及高級(jí)語言之間的差別：

機(jī)器語言、匯編語言、高級(jí)語言

看上面的代碼時(shí)也許你對(duì)高級(jí)語言所表達(dá)的意義一目了然，而對(duì)于匯編語言的表達(dá)也許仔細(xì)多讀幾遍就能了解其意義，而對(duì)于機(jī)器語言則可能是一頭霧水了。

說了這么多，也許有人會(huì)問匯編語言和我想要深入iOS系統(tǒng)底層有什么關(guān)系!

好問題! 答案就是iOS系統(tǒng)的封閉性，使得我們無法窺探到很多系統(tǒng)的底層實(shí)現(xiàn)， 并且當(dāng)我們被某種問題或者某個(gè)實(shí)現(xiàn)原理所困擾卻不得其法時(shí)，就可以通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行反編譯而得到匯編語言來了解和閱讀其實(shí)現(xiàn)原理;當(dāng)我們面臨突如其來的運(yùn)行時(shí)崩潰時(shí)，就可以通過閱讀匯編語言來了解其產(chǎn)生的原因;當(dāng)我們的crash并沒有上下文時(shí)，就可以通過匯編語言來定位和解決問題;當(dāng)我們想解決某個(gè)問題而想做動(dòng)態(tài)下發(fā)補(bǔ)丁時(shí)我們也可以借助匯編語言來完成;當(dāng)我們想在越獄的機(jī)器上hook住某些應(yīng)用時(shí)我們可以通過匯編語言來完成功能;當(dāng)我們想***的優(yōu)化我們的系統(tǒng)以及某些關(guān)鍵部分的代碼的性能時(shí)我們可以借助匯編語言;當(dāng)我們想當(dāng)一個(gè)黑客時(shí)我們可以借助匯編語言...，我們能借助匯編語言做的事情實(shí)在是太多太多了。 現(xiàn)在的應(yīng)用編程語言都是越來越向高級(jí)語言發(fā)展，而呈現(xiàn)出簡單化、智能化從而導(dǎo)致進(jìn)入的門檻越來越低。越高級(jí)的語言因?yàn)槠浞庋b性就越離底層實(shí)現(xiàn)原理越遠(yuǎn)，你所能窺探的東西就越少，因此低級(jí)語言還是非常具有頑強(qiáng)的生命力和存在必要性的。君不見iOS所開源的runtime的源代碼里面關(guān)于objc_msgSend函數(shù)的實(shí)現(xiàn)就是用匯編語言來編寫的!這樣的目的就是讓這個(gè)函數(shù)的性能得到***的優(yōu)化。

所以說掌握和了解匯編語言知識(shí)不僅是進(jìn)入iOS系統(tǒng)底層并且也是進(jìn)入所有系統(tǒng)底層的一把鑰匙，當(dāng)你精通或者了解一些基礎(chǔ)的匯編語言知識(shí)和技巧時(shí)，你就打開了通往一切都是源代碼的大門。值得一提的就是我并不打算詳細(xì)的去介紹關(guān)于匯編的一切，其實(shí)我們只要了解一些基礎(chǔ)的匯編知識(shí)就能非常方便的幫助我們解決很多的事情。