iOS-底层原理6：malloc 源码分析

在iOS-底层原理2：alloc、init、new探析中，有介绍过alloc的三个核心方法，其中一个就是calloc，即申请内存，这一节，我们深入探究calloc如何开辟空间。

alloc核心方法

objc4中分析calloc 源码

打开objc4源码，跟着alloc流程 + alloc --> objc_rootAlloc --> callAlloc --> _objc_rootAllocWithZone --> _class_createInstanceFromZone进入到_class_createInstanceFromZone方法。

_class_createInstanceFromZone方法

点击calloc进入内部，只能看到calloc声明，无法进一步进行探索，怎么办？

下载libmalloc源码下载最新版，继续探索。

libmalloc中分析calloc源码

step1：打开libmalloc项目，新建一个Target

step2：在main中使用calloc创建一个指针

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <malloc/malloc.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        void *p = calloc(1, 24);
        NSLog(@"%p", p);
    }
    return 0;
}

step3：进入calloc源码

calloc实现

上述的default_zone是一个默认的空间大小，目的就是引导程序进入一个创建真正zone的流程； size是我们传入的空间的大小。

step4：进入malloc_zone_calloc

malloc_zone_calloc实现

• 其中zone->calloc传入的zone 就是 上一步中的default_zone
• 这个关键代码的目的就是申请一个指针，并将指针地址返回

step5：进入zone->calloc，发现command+鼠标并不能跳转到对应的实现

怎么办？

step6：在zone->calloc代码处打上断点，等程序执行到断点时，有两种方式可以查看zone->calloc源码实现；

1、按住control + step into，进入calloc的源码实现

2、在控制台输入lldb命令p zone->callocde查找源码实现

通过控制台查找zone->callocde源码

step7：全局搜索default_zone_calloc方法，找到具体实现

default_zone_calloc实现

step8：进入runtime_default_zone源码

runtime_default_zone实现

step9：进入inline_malloc_default_zone源码

inline_malloc_default_zone实现

查看malloc_zones的值发现是·NULL·，可以得出，此时的zone还未赋值

step10：回到default_zone_calloc源码，在zone->calloc处打上断点，继续执行，用在step6介绍的方式选其一

step11：全局搜索nano_calloc方法，进入源码

nano_calloc实现

step12：进入_nano_malloc_check_clear源码

_nano_malloc_check_clear实现

• slot_bytes是算法的盐（本质是一串字符串，提升算法的加密安全性）
• segregated_next_block就是指针开辟算法，目的是找到合适的内存并返回

step13：进入segregated_size_to_fit源码

static MALLOC_INLINE size_t
segregated_size_to_fit(nanozone_t *nanozone, size_t size, size_t *pKey)
{
    size_t k, slot_bytes;

    if (0 == size) {
               // NANO_REGIME_QUANTA_SIZE = 16
        size = NANO_REGIME_QUANTA_SIZE; // Historical behavior
    }
        // SHIFT_NANO_QUANTUM = 4，  (size+15) >> 4  (+15 右移4位)
    k = (size + NANO_REGIME_QUANTA_SIZE - 1) >> SHIFT_NANO_QUANTUM; // round up and shift for number of quant  
        // << 4 （左移4位）
    slot_bytes = k << SHIFT_NANO_QUANTUM;                           // multiply by power of two quanta size
    *pKey = k - 1;                                                  // Zero-based!

    return slot_bytes;
}

#define SHIFT_NANO_QUANTUM      4
#define NANO_REGIME_QUANTA_SIZE (1 << SHIFT_NANO_QUANTUM)   // 16

在iOS-底层原理5：内存对齐
中已经讲解过

step14：回到_nano_malloc_check_clear方法，进入segregated_next_block源码，这个方法主要就是获取内存指针

step15：第一次走segregated_next_block方法，band不存在，缓存也不存在，所以会调用segregated_band_grow，开辟新的band

segregated_next_block实现

暂时到此，后续再补充