萬物皆對(duì)象，那對(duì)象是怎么創(chuàng)建出來的呢？帶著這個(gè)問題，我們首先得了解一個(gè)類 [[LGPerson alloc] init] 在創(chuàng)建的過程中alloc做了些什么？init做了些什么？alloc 是怎樣開辟內(nèi)存的？

1.我們首先來看一個(gè)例子：

image.png

• 根據(jù)打印的信息，我們可以看出p1,p2,p3的指針地址是相同的，但是他們的內(nèi)存地址卻是不同的，為什么是這樣呢？這就是接下來我們要討論的alloc 和 init到底做了些什么？

準(zhǔn)備工作：

1. 下載 objc4-781 源碼
2. 編譯源碼，這期間會(huì)出現(xiàn)各類問題，解決的方法請(qǐng)參考這篇文章objc4_debug

image.png

通過配置好的源碼，我們可以打斷點(diǎn)一步一步的往下走：

• 1. 在 [LGPerson alloc]方法打上斷點(diǎn)，會(huì)走到 alloc方法

+ (id)alloc {
    return _objc_rootAlloc(self);
}

• 2. 進(jìn)入到 _objc_rootAlloc方法

id
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
    return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}

• 3. 進(jìn)入到callAlloc方法

static ALWAYS_INLINE id
callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false)
{
#if __OBJC2__
    if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;
    if (fastpath(!cls->ISA()->hasCustomAWZ())) {
        return _objc_rootAllocWithZone(cls, nil);
    }
#endif

    // No shortcuts available.
    if (allocWithZone) {
        return ((id(*)(id, SEL, struct _NSZone *))objc_msgSend)(cls, @selector(allocWithZone:), nil);
    }
    return ((id(*)(id, SEL))objc_msgSend)(cls, @selector(alloc));
}

• 4. 進(jìn)入到_objc_rootAllocWithZone方法

id
_objc_rootAllocWithZone(Class cls, malloc_zone_t *zone __unused)
{
    // allocWithZone under __OBJC2__ ignores the zone parameter
    return _class_createInstanceFromZone(cls, 0, nil,
                                         OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC);
}

• 5. 進(jìn)入到_class_createInstanceFromZone方法, 這里面主要實(shí)現(xiàn)了 3個(gè)方法
     • cls->instanceSize 計(jì)算出需要開辟的內(nèi)存空間大小
     • calloc 向系統(tǒng)申請(qǐng)開辟內(nèi)存，返回地址指針
     • obj->initInstanceIsa 將 cls類 與 obj指針（即isa）進(jìn)行關(guān)聯(lián)

static ALWAYS_INLINE id
_class_createInstanceFromZone(Class cls, size_t extraBytes, void *zone,
                              int construct_flags = OBJECT_CONSTRUCT_NONE,
                              bool cxxConstruct = true,
                              size_t *outAllocatedSize = nil)
{
    ASSERT(cls->isRealized());

    // Read class's info bits all at once for performance
    bool hasCxxCtor = cxxConstruct && cls->hasCxxCtor();
    bool hasCxxDtor = cls->hasCxxDtor();
    bool fast = cls->canAllocNonpointer();
    size_t size;

    size = cls->instanceSize(extraBytes);
    if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size;

    id obj;
    if (zone) {
        obj = (id)malloc_zone_calloc((malloc_zone_t *)zone, 1, size);
    } else {
        // alloc 開辟內(nèi)存的地方
        obj = (id)calloc(1, size);
    }
    if (slowpath(!obj)) {
        if (construct_flags & OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC) {
            return _objc_callBadAllocHandler(cls);
        }
        return nil;
    }

    if (!zone && fast) {
        obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);
    } else {
        // Use raw pointer isa on the assumption that they might be
        // doing something weird with the zone or RR.
        obj->initIsa(cls);
    }

    if (fastpath(!hasCxxCtor)) {
        return obj;
    }

    construct_flags |= OBJECT_CONSTRUCT_FREE_ONFAILURE;
    return object_cxxConstructFromClass(obj, cls, construct_flags);
}

• 我們可以通過斷點(diǎn)調(diào)試進(jìn)入計(jì)算內(nèi)存大小的方法cls->instanceSize

size_t instanceSize(size_t extraBytes) const {
        if (fastpath(cache.hasFastInstanceSize(extraBytes))) {
            return cache.fastInstanceSize(extraBytes);
        }

        size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;
        // CF requires all objects be at least 16 bytes.
        if (size < 16) size = 16;
        return size;
    }

• 斷點(diǎn)會(huì)進(jìn)入 cache.fastInstanceSize方法

size_t fastInstanceSize(size_t extra) const
    {
        ASSERT(hasFastInstanceSize(extra));

        if (__builtin_constant_p(extra) && extra == 0) {
            return _flags & FAST_CACHE_ALLOC_MASK16;
        } else {
            size_t size = _flags & FAST_CACHE_ALLOC_MASK;
            // remove the FAST_CACHE_ALLOC_DELTA16 that was added
            // by setFastInstanceSize
            return align16(size + extra - FAST_CACHE_ALLOC_DELTA16);
        }
    }

• 斷點(diǎn)繼續(xù)下一步，會(huì)走到align16方法, 這個(gè)方法的作用是 16字節(jié)對(duì)齊算法。以前的都是8字節(jié)對(duì)齊，由于內(nèi)存的消耗越來越大了，8字節(jié)對(duì)齊已經(jīng)不能滿足用戶需求了，所以現(xiàn)在都是16字節(jié)對(duì)齊。

static inline size_t align16(size_t x) {
    return (x + size_t(15)) & ~size_t(15);
}

接下來我們分析init方法做了什么

• 根據(jù)源碼我們可以進(jìn)入到init的類方法實(shí)現(xiàn),這里是一個(gè)工廠方法，返回一個(gè)強(qiáng)轉(zhuǎn)為id類型的構(gòu)造方法。

+ (id)init {
    return (id)self;
}

• 通過 點(diǎn)擊 init方法，我們會(huì)計(jì)入到 init的實(shí)例方法, 會(huì)返回 _objc_rootInit方法，跳轉(zhuǎn)進(jìn)入到方法實(shí)現(xiàn)中，會(huì)返回obj對(duì)象本身

- (id) init {
    return _objc_rootInit(self);
}
id
_objc_rootInit(id obj)
{
    return obj;
}

補(bǔ)充: 我們可以看一下 new方法的源碼是怎樣實(shí)現(xiàn)的。

+ (id)new {
    return [callAlloc(self, false/*checkNil*/) init];
}

• 通過源碼我們可以看出，調(diào)用new方法會(huì)返回callAlloc方法調(diào)用init方法。實(shí)際上就是調(diào)用了[alloc init]方法。