背景
iOS的啟動過程一直比較神秘，這方面的資料也不是太多，大多數的資料都來自2016年WWDC的一篇視頻，本文的大部分內容來自于視頻，算是視頻的一個歸納總結再加上自己的一點點感悟吧。
啟動的過程
dyld是App的啟動器，啟動的大部分事情都由dyld完成，iOS的啟動大致分為幾個部分：
- 內核將App的執行文件加載到隨機地址空間（加載到隨機地址主要是因為ASLR技術)
- 內核將dyld的執行文件加載到隨機地址空間
- 內核執行dyld文件
- dyld啟動App
- dyld加載所有App所依賴的dylibs(動態庫)
- 執行rebasing/binding修復地址
- Objc Setup
- initialize
- dyld調用App中的main()，將主動權交還給App
手機內核只負責將App的執行文件和dyld加載到內存中，然后所有的啟動工作都交給了dyld。
dyld加載App依賴的dylibs
dyld拿到App的執行文件后，首先從文件的header中解析出App依賴的dylib列表，找到每一個依賴的dylib。打開并讀取dylib文件的起始位置，驗證簽名，確保dylib沒有被篡改。驗證簽名后，對dylib中的每個segment調用mmap()
segment
一般每個Mach-O文件都會有三個segment:
__TEXT: 一般處于文件的頭部位置，包含Mach header，被執行的代碼，和只讀常量，只讀可執行(r-x)。由于不會被更改，所以讀到內存中后可復用
__DATA: 包含各種變量，可讀寫(rw-)，由于可以被更改，所以不可復用
__LINKEDIT: 包含函數名稱和對應的地址，只讀(r--)
mmap()
文件讀入內存并不用一次性讀入整個文件，它可以使用分頁映射(mmap())的方式進行讀取。也就是用到哪個segment，再將哪個segment讀入內存，實現文件讀入的懶加載。
同時同一個Mach-O文件中的segment也可以映射到多個進程，實現進程之間的內存共享。__TEXT和__LINKEDIT段都是只讀的，不會有進程對它進行修改，它們是可以讓所有進程共享的，大家都使用同一份內容。然而__DATA段卻不是這樣，__DATA是可讀寫的，當某一個進程需要對它進行修改時，需要先copy一份出來，映射到新的 RAM 頁上。讓這個進程擁有自己獨立的內存拷貝，進行修改。這就是Copy-On-Write技術，簡稱COW。
由于__TEXT和__LINKEDIT段可以進程間共享，只需要在第一次使用的時候進行IO操作，后續即可直接使用，所以App在第一次啟動時會比較費時，因為所有的segment讀取都需要進行IO操作。后續啟動，會快很多，很多segment已經映射到內存中，會被緩存起來，二次啟動直接使用，不需要進行IO操作，這就有了iOS中冷啟動和熱啟動的概念：
- 冷啟動：新安裝App或者手機重啟后，第一次啟動。手機需要加載所有的segment
- 熱啟動：啟動過App后，再次啟動。內存中緩存的segment可以直接復用。
執行rebasing/binding修復地址
由于App和每個dylib加載到的都是隨機地址空間，代碼中原來的函數地址跟真實的函數地址會有差異。修復這個差異的過程就是rebasing和binding。其中rebasing主要做的是image內部的修復，binding主要做的是image間的修復。
Rebasing
對于Image內部的函數，假設它的原地址是A，對應當前地址空間下的新地址是B。那么它所有的函數指針都需要加上地址差(B-A)。所有的Rebasing過程就是從__LINKEDIT取出函數指針，修改函數指針，存入__DATA中，供函數調用。（原始的函數指針存在__LINKEDIT中，修改后的數據存在__DATA中)
之前說到，加載文件使用的是mmap技術，__LINKEDIT和DATA段是在第一次使用時才會執行IO操作，加載到內存中。所以Rebasing階段，耗時主要是在IO操作上。
Binding
image間的函數指針，實際是被符號名稱綁定的，為了找到對應的函數實現，dyld需要去符號表中根據符號名稱查找，找到后將地址存到__DATA中對應函數指針中。由于IO操作在rebasing階段已經在做了，所以binding階段主要耗時在符號表查找的這個過程，這個過程的主要瓶頸在CPU計算上。
Objc Setup
Objc是一門動態語言，為了維持它的動態性，在啟動時，需要將類的名稱和類的方法都注冊起來。Objc Setup階段，主要是做Class的注冊，Method的注冊和Category的注冊。
一個好的設計模式，一般都推崇寫很多類，每個類盡量簡單，寫很多Category，每個Category都只包含獨立模塊的方法。但是從啟動速度的角度來說，盡量減少類，Category和方法，才會讓Objc Setup階段耗時更少。
initialize
當所有的Class和method都注冊過后，系統需要做一些初始化的工作，對于Objective-C而言，主要是需要調用各個類的+load方法，所以項目中應該盡量避免使用+load方法，正常的初始化工作，可以在initialize中實現。StackOverflow上有詳細的關于+load和initialize的對比
End
當上面所有階段執行完成之后，dyld會調用main()函數，將主動權交還給App。之后才會調用到didFinishLaunch中的代碼。
上面介紹的啟動時間主要是main()函數之前的啟動時間，正常這個時間控制在400ms以內就可以算一個啟動速度優異的App了。正常我們關注更多的可能是main()函數后didFinishLaunch中代碼的執行時間。但是對用戶而言，main()函數之前的時間也是啟動的一部分。往往這部分時間也不短，所以不能掉以輕心哦~
