iOS底层原理-001 探索alloc
alloc与init在对象初始化的作用
先列出一段代码与输出结果
LGPerson *p1 = [LGPerson alloc];
LGPerson *p2 = [p1 init];
LGPerson *p3 = [p1 init];
LGNSLog(@"%@ - %p - %p",p1,p1,&p1);
LGNSLog(@"%@ - %p - %p",p2,p2,&p2);
LGNSLog(@"%@ - %p - %p",p3,p3,&p3);
输出结果
<LGPerson: 0x600000459a80> - 0x600000459a80 - 0x7ffeea9431c8
<LGPerson: 0x600000459a80> - 0x600000459a80 - 0x7ffeea9431c0
<LGPerson: 0x600000459a80> - 0x600000459a80 - 0x7ffeea9431b8
发现三个对象都指向同一块内存空间,初步认定init并没有对p1做了处理,内存空间由alloc申请开辟。
在p1初始化出打断点句号,进入断点alloc
+ (instancetype)alloc OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE("use object initializers instead");
跳到这里就不能更近一步了,显然这样不行。
使用汇编
打开汇编
在这里设置打开汇编,运行代码
0x10004dc66 <+54>: movq 0x47d3(%rip), %rax ; (void *)0x0000000100052538: LGPerson
0x10004dc6d <+61>: movq %rax, %rdi
0x10004dc70 <+64>: callq 0x10004e430 ; symbol stub for: objc_alloc
在callq这一行发现symbol stub for: objc_alloc, 打断点,按住ctl,step into进入objc_alloc
设置符号断点
跳转后的代码是这样:
001-alloc&init探索`objc_alloc:
使用设置符号断点,可以看到所在库为libobjc.A.dylib ID 6.1
objc_alloc所在库
开源库
进入苹果开源库,下载objc最新版本。
objc开源库
打开下载好的开源库,全局搜索alloc方法,结果如下
+ (id)alloc {
return _objc_rootAlloc(self);
}
然后进入_objc_rootAlloc方法
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}
继续进入callAlloc
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));
}
会看到if语句,不确定执行哪一个。然后返回我们的代码,将每一个方法都设置符号断点。
符号断点
会发现最后停止在libobjc.A.dylib`_objc_rootAllocWithZone:
libobjc.A.dylib`_objc_rootAllocWithZone:
继续往下 _objc_rootAllocWithZone
_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);
}
再往下跳转就进入了alloc的核心方法_class_createInstanceFromZone内部
_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 {
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);
}
1)要开辟多少内存
cls->canAllocNonpointer方法
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;
}
通过断点会发现执行的是cache.fastInstanceSize
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);
}
}
会发现最后返回align16
static inline size_t align16(size_t x) {
return (x + size_t(15)) & ~size_t(15);
}
可以看到是返回的是一个16字节对齐算法
x为需要开辟多少内存 +15 然后对与取反后的15进行位与运算
2)怎么申请内存
calloc方法
po当前obj后得出: 0x000000010114f040; 已经开辟了内存空间,但是发现只是有指针，并不是正常的对象打印,没有与对象关联
3)将开辟的内存与对象绑定
obj->initInstanceIsa方法
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);
}
此时在进行一次 po obj
<LGPerson: 0x10114f040>
到这里就已经完成了alloc的整个流程
可以得出alloc是开辟内存的操作
init
+ (id)init {
return (id)self;
}
可以看出 init将传入的对象转化了一个id类型的对象。
疑惑，为什么要alloc其实已经完成了开辟内存的操作，init构造方法是不是多此一举。
其实，这样做为工厂设计提供了便捷。为开发者提供了一个构造方法的入口。
new
+ (id)new {
return [callAlloc(self, false/*checkNil*/) init];
}
好像在哪见过,找一下,在alloc中的_objc_rootAlloc找到了
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}
new方法是在callAlloc后添加了一个init方法
可以得出new = alloc init
所以在重写init方法后，使用new并没有调用重写后的init。
alloc流程图
