带你领略下iOS中OC的“alloc”源代码，让你在工作中不在迷惑

前言

前面我们使用官方开源的objc源码进行了编译调试

objc4-818.2源码编译调试笔记

前言为什么会想要调试源码? 苹果开源了部分源码, 但相似内容太多, 基本找不到代码见的对应关系, 如果能像自己工程一样进行跳转那多好哇~~苹果源码开源地址: https://opensource.apple.com/本文将以macOS 11.2/objc4-818.2的源码进行配置源码配置首先...

然后基于这份笔记, 开始探索OC的底层原理

alloc源码探索

众所周知, OC里"万物皆对象", 而这个对象则是通过alloc来创建的, 那么接下来我们就从这个点开始吧

首先创建一个类"ABC"(里面空实现), 然后在main中写上如下代码, 并在alloc那行打上断点

按⌘+r运行一下, 停在断点位置以后按下

按钮, 我们进去里面的代码看看

继续往里面走ing..

继续往里面走ing..

这里往下走ing.. (主要目的是先大概走完alloc的逻辑嘛~)

在fastpath()这个判断里面return了

这个hasCustomAWZ()是判断 是否有自定义的+allocWithZone方法实现

这里if是取反的, 所以是没有自定义的+allocWithZone方法就往if判断里面走

而自定义的+allocWithZone方法里, 瞄了一眼, 实际也是调用_objc_rootAllocWithZone()函数

我们继续往里走一下看看..

继续往里面走ing..

先记录一下调这函数的传参

cls Class ABC 0x00000001000080e8

extraBytes size_t 0

zone void * NULL 0x0000000000000000

construct_flags int 2

cxxConstruct bool true

outAllocatedSize size_t* NULL 0x0000000000000000

这里往下走看看..

可以看见, 这里是走calloc()的判断, 而这里的size是由instanceSize()计算得出的

// 计算需要开辟的内存大小, 传入的extraBytes为0

size = cls->instanceSize(extraBytes); //size=16

calloc()方法给obj对象申请了一块内存空间

继续往下走看看..

来到的是initInstanceIsa()的判断里面, 我偷偷瞄了一下里面在干啥(就简单概括了):

initInstanceIsa() -> initIsa()

// 这里的isa为objc_object结构体的私有变量, 大概意思就是--将isa和cls进行绑定

-> { newisa.setClass(cls) + isa=newisa }

回来继续往下走哈..

走到这里就直接return一个obj对象了

吓得我赶紧查了一下fastpath()这个宏函数

#define fastpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 1)) //x很可能为真

#define slowpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 0)) //x很可能为假

附 __builtin_expect()的作用

https://blog.csdn.net/qq_22660775/article/details/89028258

作用是"允许程序员将最有可能执行的分支告诉编译器", 即

__builtin_expect(EXP, N) 意思是：EXP==N的概率很大。



附 instanceSize()的展开

对alloc内计算大小的逻辑进行展开

fastpath()里面return了fastInstanceSize()方法, 其作用从名字上能知道: 快速计算内存大小

展开后能通过断点发现, 它进行了16字节对齐

按照对齐公式

假设: 传进去 x是10

得到: (10 + 15) & ~15

10+15=25 在二进制中表现为 0001 1001

15           在二进制中表现为 0000 1111

~15          在二进制中表现为 1111 0000

25 & ~15  在二进制中表现为 0001 0000    => 十进制中表现为 16

好家伙! 不满16的直接对齐成16了

引用百度上大佬的结论: (链接)

① 性能快 以空间换取时间

② 16字节对齐，使之有更大的容错空间

③ 会"属性重排", 进行内存优化



总结

到目前为止+alloc方法的底层逻辑如下:

+[cls alloc] //从main中的alloc方法开始

↓

_objc_rootAlloc()

↓

callAlloc()

↓

_objc_rootAllocWithZone()

↓

_class_createInstanceFromZone()

↓ //===以下是内部实现逻辑===

↓ //从这里开始是核心内容了

instanceSize() //计算需要开辟的内存空间大小

↓

calloc() //申请开辟一块内存空间并返回地址指针

↓

initInstanceIsa() //将isa和cls进行绑定

↓

return obj //返回alloc好的obj对象

↓ //===这里走出内部实现逻辑了===

↓

ABC *object //得到实例对象

通过对alloc底层源码的分析, 可以了解到: 

① alloc的主要目的是开辟内存空间;

② 主要的核心逻辑是 计算内存大小->申请内存空间->绑定isa;

③ 计算内存大小是按照16字节对齐的。





init源码探索

看完alloc源码, 总有点忍不住探索一下-init方法

直接在上面的代码里稍作修改, 打上断点, 点击运行~~\

迫不及待开始了

进去看看..

啊这... 就返回self了



总结

到目前为止-init方法的底层逻辑如下:

- [obj init]

↓

_objc_rootInit()

↓

return obj

通过对init底层源码的分析, 可以了解到: 

① 它返回了自己.. 啥都没干





new源码探索

快速开始吧

走起!

嗯..跟猜的一样



总结

到目前为止+new方法的底层逻辑如下:

+new方法 = [callAlloc() init]

通过对new底层源码的分析, 可以了解到: 

① new = [[cls alloc] init]

在以上源码中添加断点后，调试过程我总结成了一张图：\

文字流程：

+ alloc--_objc_rootAlloc--callAlloc--_objc_rootAllocWithZone--_class_createInstanceFromZone (核心实现，在方法中，完成对象大小计算，对齐，开辟，关联)

总结：\

本文为oc对象的初步探究，仅提到oc对象alloc的流程，init过程将在下一章讲述。

青山不改，绿水常流。谢谢大家！