OC對象原理探索(上)-alloc流程

本文以O(shè)C類創(chuàng)建的時(shí)候alloc具體都做了什么操作為出發(fā)點(diǎn),去挖掘底層類創(chuàng)建的具體步驟

類創(chuàng)建alloc 時(shí)堆棧操作

首先扣囊,我們創(chuàng)建一個(gè)工程杀怠,新建一個(gè)類,名字隨便起腕唧,我這邊是LMPerson,下面是具體代碼:

    LMPerson *p = [LMPerson alloc];
    LMPerson *p1 = [p init];
    LMPerson *p2 = [p init];
    NSLog(@"%@-%p-%p",p,p,&p);
    NSLog(@"%@-%p-%p",p1,p1,&p1);
    NSLog(@"%@-%p-%p",p2,p2,&p2);

運(yùn)行程序或辖,查看控制臺(tái)打印信息:

<LMPerson: 0x6000027041e0>-0x6000027041e0-0x7ffee06f3208
<LMPerson: 0x6000027041e0>-0x6000027041e0-0x7ffee06f3200
<LMPerson: 0x6000027041e0>-0x6000027041e0-0x7ffee06f31f8

從打印信息,我們可以看出 alloc 的時(shí)候開辟了一個(gè)內(nèi)存枣接,init并沒有對內(nèi)存空間做任何操作颂暇, p,p1,p2的內(nèi)存地址相同,指針地址不同但惶。
可以用下面的圖簡單表示:

Snip20210609_5.png

alloc究竟都干了什么呢耳鸯,底層都觸發(fā)哪些方法?這是我們要研究的膀曾,下面是探究源碼的三種方式:

三種探究底層調(diào)用的方式

    1. 斷點(diǎn)+control Step into
      斷點(diǎn)+control stepinto1.jpg

      斷點(diǎn)+control stepinto2.jpg
    1. 符號斷點(diǎn)定位查流程
      我們現(xiàn)在知道alloc會(huì)執(zhí)行 objc_alloc,那我們可以增加符號斷點(diǎn)县爬,看一下下面的流程是什么
      符號斷點(diǎn)步驟1.png

      符號斷點(diǎn)步驟2.png

下面就是運(yùn)行項(xiàng)目,此處要注意的是先把objc_alloc斷點(diǎn)關(guān)閉添谊,程序啟動(dòng)會(huì)加載預(yù)處理的很多類财喳,為了方便我們調(diào)試自己的類alloc情況,我們走到創(chuàng)建類的alloc斷點(diǎn)時(shí)斩狱,把objc_alloc斷點(diǎn)打開耳高,下一步

符號斷點(diǎn)步驟3.png

    1. Debug匯編查看流程
      匯編查看流程調(diào)試1.png

      匯編查看流程調(diào)試2.png

      下面可以繼續(xù) control+step into
      匯編查看流程調(diào)試3.png

現(xiàn)在我們知道alloc底層會(huì)調(diào)用objc_alloc,那怎么看objc_alloc 后面的流程呢所踊,這時(shí)候需要我們?nèi)ゲ榭刺O果的源碼
objc4-818.2.tar.gz泌枪,當(dāng)前是這個(gè)源碼,這個(gè)源碼是不斷更新的秕岛,查看最新的就可以
我們可以編譯這個(gè)源碼去查看底層實(shí)現(xiàn)碌燕,編譯過程有很多問題需要處理,可以從網(wǎng)上找資料解決继薛,也可以從github上下載別人編譯好的來調(diào)試 修壕,比如 Cooci老師的github
ps:后面自己研究下怎么調(diào)試通源碼

源碼調(diào)試分析--alloc流程

我們把源碼跑起來,一步步根據(jù)alloc的源碼往里走

alloc源碼1.png

alloc源碼2.png

alloc源碼3.png

這里__OBJC2__這個(gè)關(guān)鍵詞就是判斷objc的版本的惋增,我們使用的最新版本叠殷,所以是會(huì)進(jìn)入這里。
此處還有兩個(gè)宏定義 :

  • slowpath:告訴編譯器诈皿,傳入的條件結(jié)果為假的可能性很大
  • fastpath:告訴編譯器林束,傳入的條件結(jié)果為真的可能性很大
    我們一步步step into 會(huì)發(fā)現(xiàn)走到了 fastpath里面像棘,此處有一個(gè)判斷 !cls->ISA()->hasCustomAWZ()
    1623808971265.jpg

    cache里是否有緩存.png

    我們看到這里先返回當(dāng)前類的ISAClass對象,判斷cache中有沒有緩存壶冒,有->_objc_rootAllocWithZone,無->objc_msgSend缕题,往下執(zhí)行走到了_objc_rootAllocWithZone
    _objc_rootAllocWithZone.png

_objc_rootAllocWithZone調(diào)用了_class_createInstanceFromZone

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 {
        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);
}

這個(gè)是alloc 內(nèi)的關(guān)鍵方法 ,這里主要有三個(gè)步驟:

  1. size = cls->instanceSize(extraBytes); 計(jì)算類需要開辟的內(nèi)存空間大小
  2. obj = (id)calloc(1, size); 申請開辟內(nèi)存空間
  3. obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor); 將類cls和obj指針進(jìn)行關(guān)聯(lián)

到此時(shí)胖腾,alloc整個(gè)流程執(zhí)行完畢

總結(jié)

alloc流程圖如下

alloc流程

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