前言
alloc是iOS開發(fā)中為對(duì)象申請(qǐng)開辟內(nèi)存的方法，那么alloc的底層到底做了哪些，以及alloc是如何申請(qǐng)并且開辟內(nèi)存的，下面和大家一起探索一下alloc的具體步驟。
探索出alloc所在的源碼方法
- 以下是三種常用的探索手法，也可以跳過直接從環(huán)境配置看起
- Control + in 找到 `objc_alloc
- 下符號(hào)斷點(diǎn)：libobjc.A.dylib`+[NSObject alloc]
- 匯編查看流程
環(huán)境配置
- 為了更加直觀的看到objc源碼中的方法調(diào)用，方便我們斷點(diǎn)追蹤，因此采用源碼編譯配置的方法對(duì)alloc進(jìn)行追蹤，配置如下
objc4-750源碼 + Xcode11 + MacOS 10.15
官方源碼下載地址
iOS_objc4-756.2 最新源碼編譯調(diào)試
準(zhǔn)備開車
-
代碼準(zhǔn)備好，打上斷點(diǎn)，command+左鍵 開始追蹤alloc方法，
image.png 1.進(jìn)入NSObject類中的alloc方法
+ (id)alloc {
return _objc_rootAlloc(self);
}
- 2.依然還是NSObject類中的_objc_rootAlloc方法，查看方法內(nèi)部，此時(shí)返回一個(gè)callAlloc對(duì)象
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}
- 來到callAlloc內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，由于方法canAllocFast()的內(nèi)部調(diào)用了bits.canAllocFast()，其返回值為為固定false，所以可以確定之后創(chuàng)建對(duì)象會(huì)走class_createInstance方法，
static ALWAYS_INLINE id
callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false)
{
/* 省略代碼*/
// canAllocFast返回值固定為false，內(nèi)部調(diào)用了一個(gè)bits. canAllocFast, 所以創(chuàng)建對(duì)象暫時(shí)看來只能用到else中的代碼
if (fastpath(cls->canAllocFast())) {
// No ctors, raw isa, etc. Go straight to the metal.
bool dtor = cls->hasCxxDtor();
id obj = (id)calloc(1, cls->bits.fastInstanceSize());
if (slowpath(!obj)) return callBadAllocHandler(cls);
obj->initInstanceIsa(cls, dtor);
return obj;
}
else {
// Has ctor or raw isa or something. Use the slower path.
id obj = class_createInstance(cls, 0);
if (slowpath(!obj)) return callBadAllocHandler(cls);
return obj;
}
/* 省略代碼*/
}
- 4.跟蹤class_createInstance(cls, 0)方法，其內(nèi)部調(diào)用了_class_createInstanceFromZone方法，并在其中進(jìn)行size計(jì)算，內(nèi)存申請(qǐng)，以及isa初始化
id
class_createInstance(Class cls, size_t extraBytes)
{
return _class_createInstanceFromZone(cls, extraBytes, nil);
}
- 對(duì)象size計(jì)算，通過方法cls->instanceSize(extraBytes)，計(jì)算出size，
其中64位系統(tǒng)下，對(duì)象大小采用8字節(jié)對(duì)齊，但是實(shí)際申請(qǐng)的內(nèi)存最低為16字節(jié)，也就是說系統(tǒng)分配內(nèi)存按照16字節(jié)對(duì)齊分配
- 對(duì)象size計(jì)算，通過方法cls->instanceSize(extraBytes)，計(jì)算出size，
// 此方法，用來字節(jié)對(duì)齊
uint32_t alignedInstanceSize() {
return word_align(unalignedInstanceSize());
}
// 字節(jié)對(duì)齊的詳細(xì)方法，WORD_MASK在64位下為7，32位下為3，用來進(jìn)行字節(jié)對(duì)齊
static inline size_t word_align(size_t x) {
return (x + WORD_MASK) & ~WORD_MASK;
}
// 申請(qǐng)地址，此處有16字節(jié)限制
size_t instanceSize(size_t extraBytes) {
size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;
// CF requires all objects be at least 16 bytes.
if (size < 16) size = 16;
return size;
}
- 根據(jù)不同的條件，使用calloc或者malloc_zone_calloc進(jìn)行內(nèi)存申請(qǐng)，并且初始化isa指針，至此size大小的對(duì)象obj已經(jīng)申請(qǐng)完成，并且返回
id obj;
if (!zone && fast) {
obj = (id)calloc(1, size);
if (!obj) return nil;
obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);
}
else {
if (zone) {
obj = (id)malloc_zone_calloc ((malloc_zone_t *)zone, 1, size);
} else {
obj = (id)calloc(1, size);
}
if (!obj) return nil;
// Use raw pointer isa on the assumption that they might be
// doing something weird with the zone or RR.
obj->initIsa(cls);
}
小擴(kuò)展
init方法
- 跟隨源碼，進(jìn)入init方法內(nèi)部，得出結(jié)論，init的唯一作用就是規(guī)范代碼，交給子類去自定義重寫，其他沒有實(shí)質(zhì)性的功能作用
- (id)init {
return _objc_rootInit(self);
}
id
_objc_rootInit(id obj)
{
// In practice, it will be hard to rely on this function.
// Many classes do not properly chain -init calls.
return obj;
}
new方法
- 進(jìn)入new方法的內(nèi)部，可以發(fā)現(xiàn)，new方法實(shí)際上做了兩步操作，先調(diào)用callAlloc方法申請(qǐng)內(nèi)存，再調(diào)用init方法，其中callAlloc就是我們?cè)谔剿鱝lloc的過程中第三步所做的操作，所以可以得出結(jié)論，new = alloc + init
+ (id)new {
return [callAlloc(self, false/*checkNil*/) init];
}
最后附上一張簡(jiǎn)單的流程圖
image.png
總結(jié)
這是個(gè)人的實(shí)際追蹤源碼得出的一些結(jié)論，源碼中還有一些分支代碼還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被追蹤到，包括isa的初始化，allocWithZone等，如果有錯(cuò)誤的地方還請(qǐng)指正，大家一起討論，代碼之路，任重道遠(yuǎn)~
