一、OC底层 alloc 原理
alloc
OC 是一门面向对象语言，对象的设计在iOS编程中用到很多，比如ObjectA * objectA = [[ObjectA alloc]init] ,这就是一个类or对象的基本创建方式。那不禁要问这个alloc在不为人知的背后做了什么呢？今天就来探索一下它
首先，先观察这样一段代码，新建了一个书的类，然后创建它，打印它、以及它的地址
Book * book1 = [Book alloc];
Book * book2 = [book1 init];
Book * book3 = [book1 init];
NSLog(@"%@ - %p - %p",book1,book1,&book1);
NSLog(@"%@ - %p - %p",book2,book2,&book2);
NSLog(@"%@ - %p - %p",book3,book3,&book3);
下面是打印结果
<Book: 0x600003144690> - 0x600003144690 - 0x7ffeeb8db1b8
<Book: 0x600003144690> - 0x600003144690 - 0x7ffeeb8db1b0
<Book: 0x600003144690> - 0x600003144690 - 0x7ffeeb8db1a8
可以看到book1,book2,book3它们打印出来的对象是一样的，并且地址也是相同的，唯独取地址符时，三个对象都有了不一样的地址。就代码可以窥见一二，前两个打印出相同结果，代表它们都指向了相同的内存空间，最后一个打印结果则是表示它们的实际内存地址，三个不同的地址指向了同一个内存空间。由此我们可以猜测alloc是申请了内存空间（实际是如此，我们在学习OC的时候，资料中已经说明，但却没有讲解究竟在底层做了什么），而init则是将内存空间的地址返回给指向它的对象，并未对内存空间做出修改。下面是简单示意图:
其中，一个对象占8个字节，系统会为指向内存空间的对象分配相近的指针地址，且其地址为连续栈地址，按十六进制计算 ，
a8 + 8 = b0,b0 + 8 = b8
alloc开辟内存空间？
由上面的试验我们初步猜测alloc是在做着申请开辟内存空间的事，那我们就要去代码底层一探究竟，当我们想要查看alloc定义的时候，苹果却没有让我们继续的入口，它只是简单给出了这样一个定义+ (instancetype)alloc OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE("use object initializers instead");
我们可以通过这样的两个方式
- 1.查看苹果关于objc的开源，下载一个相应的版本即可研究它；
- 2.在对象创建时，给
alloc这一行下一个端点，按住键盘control+断点调试栏的Step into按钮，则会进入一个新的界面。
更深一步查看alloc
会出现类似以下的信息
xxproject`objc_alloc:
-> 0x10e747476 <+0>: jmpq *0x2b9c(%rip) ; (void *)0x000000010e7474cc
objc_alloc就是我们需要继续探索的地方。
为了方便分析，还是下载苹果对应的源代码 781，并对其进行工程编译，参考这里，在工程代码中搜索objc_alloc，找到NSObject下，会出现
// Calls [cls alloc].
id
objc_alloc(Class cls)
{
return callAlloc(cls, true/*checkNil*/, false/*allocWithZone*/);
}
进入callAlloc，就会出现下面的代码
// Call [cls alloc] or [cls allocWithZone:nil], with appropriate
// shortcutting optimizations.
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));
}
_objc_rootAllocWithZone继续走会出现
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);
}
继续往下面走就来到了_class_createInstanceFromZone的实现
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;
// 计算开辟内存大小
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 开辟内存
obj = (id)calloc(1, size);
}
if (slowpath(!obj)) {
if (construct_flags & OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC) {
return _objc_callBadAllocHandler(cls);
}
return nil;
}
if (!zone && fast) {
// 关联cls类和obj指针地址
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);
}
由此得到了alloc的基本流程
alloc执行流程
总结下来，alloc的步骤有
1.开辟多少内存
2.开辟内存，返回指针
3.关联相应类
