首先我們先看下alloc創(chuàng)建對(duì)象的一個(gè)整體流程圖：
1. 如何分析 alloc 方法的執(zhí)行流程
1.1 通過符號(hào)斷點(diǎn)分析
首先我們?cè)赼lloc方法調(diào)用的地方打上斷點(diǎn)纱昧，待程序運(yùn)行到改行時(shí)，按住 ctrl鍵，同時(shí)數(shù)遍點(diǎn)擊 xcode底部的 Debug窗口的 step into即可進(jìn)入。具體方法如下圖所示：
注意：一定要在程序運(yùn)行到
alloc方法的時(shí)候读拆，在enable符號(hào)斷點(diǎn)供汛，否者程序運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建的類，會(huì)反復(fù)hit這個(gè)符號(hào)斷點(diǎn)
1.2 直接閱讀匯編代碼
通過設(shè)置Always Show Disassembly閱讀程序的匯編代碼悉尾，分析alloc的執(zhí)行流程。具體方法： 點(diǎn)擊xcode頂部的Debug菜單挫酿，選擇Debug Workflow,勾選Always Show Disassembly构眯。打上斷點(diǎn)，重新運(yùn)行程序早龟，將直接進(jìn)入?yún)R編代碼窗口鸵赖。此方法可結(jié)合符號(hào)斷點(diǎn)，快速定位到相關(guān)的方法拄衰。
1.3 通過編譯源碼
此方法它褪，相較于閱讀匯編代碼，對(duì)于我個(gè)人而言比較簡(jiǎn)單翘悉，也比較直觀茫打，但源碼的編譯過程比較繁瑣，問題比較多妖混，需要很多耐心去解決相關(guān)的問題老赤。想走捷徑的同學(xué)可以去這里下載相關(guān)的代碼：Github。如果想嘗試下自己編輯源代碼制市，可以去這里下載objc4源碼抬旺，opensource
可能會(huì)遇到的問題：
1.3.1 設(shè)置了斷點(diǎn)卻無法觸發(fā)
選擇 Target -> Build Phases -> Compile Sources將 main.m文件移動(dòng)到最前面。
1.3.1 斷點(diǎn)生效了,但是無法進(jìn)入alloc方法的實(shí)現(xiàn)
選擇 Target -> Build Setting -> Enable Hardened Runtime將其設(shè)置為Yes
2. alloc方法分析
首先會(huì)調(diào)用：
+ (id)alloc {
return _objc_rootAlloc(self);
}
再次進(jìn)入會(huì)調(diào)用：
id _objc_rootAlloc(Class cls)
{
return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}
再次進(jìn)入會(huì)調(diào)用：
static ALWAYS_INLINE id callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false)
{
#if __OBJC2__
if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;
// 這里的if判斷的是當(dāng)前類或者父類有沒有實(shí)現(xiàn)alloc/allocWithZone方法
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));
}
點(diǎn)擊_objc_rootAllocWithZone會(huì)進(jìn)入
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);
}
再次點(diǎn)擊_class_createInstanceFromZone就進(jìn)入了真在的核心方法祥楣。
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); // 計(jì)算出需要的內(nèi)存空間的大小
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);// 開辟內(nèi)存空間
}
if (slowpath(!obj)) {
if (construct_flags & OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC) {
return _objc_callBadAllocHandler(cls);
}
return nil;
}
if (!zone && fast) {
obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);// isa指針跟cls關(guān)聯(lián)起來
} 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);
}
三個(gè)核心的方法：
instanceSize: 先計(jì)算出需要的內(nèi)存空間大小
inline 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;
}
// 快速計(jì)算
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;
// 字節(jié)對(duì)齊
return align16(size + extra - FAST_CACHE_ALLOC_DELTA16);
}
}
// 計(jì)算類中變量所需的大小
uint32_t alignedInstanceSize() const {
return word_align(unalignedInstanceSize());
}
// 最后調(diào)用 align16 方法开财，進(jìn)行字節(jié)對(duì)齊汉柒，返回值必然是16的倍數(shù)
// 這個(gè)方法寫的很巧妙、優(yōu)雅责鳍，值得學(xué)習(xí)碾褂，深究
static inline size_t align16(size_t x) {
return (x + size_t(15)) & ~size_t(15);
}
calloc: 向系統(tǒng)申請(qǐng)開辟內(nèi)存,返回地址指針
由instanceSize計(jì)算出所需的內(nèi)存空間大小后，交由系統(tǒng)去開辟相應(yīng)的內(nèi)存空間大小历葛。首先我們通過斷點(diǎn)可以看出正塌，obj在創(chuàng)建的時(shí)候就分配一塊臟地址。
經(jīng)過調(diào)用calloc方法以后恤溶，開辟相應(yīng)的內(nèi)存空間乓诽，但這時(shí)候還并未與相應(yīng)的類關(guān)聯(lián)起來
initInstanceIsa: 關(guān)聯(lián)到相應(yīng)的類
通過斷點(diǎn)的可以看到，initInstanceIsa調(diào)用以后咒程，已經(jīng)將isa指針與相應(yīng)的類關(guān)聯(lián)起來鸠天。最終返回obj,至此alloc的流程基本調(diào)用完畢。
3. 總結(jié)
通過以上的分析孵坚，我們可以得出調(diào)用alloc方法以后，會(huì)開辟出相應(yīng)大小的內(nèi)存空間窥淆。而調(diào)用init方法卖宠，會(huì)將相應(yīng)的地址指向該內(nèi)存空間。代碼驗(yàn)證：
Person *p1 = [Person alloc];
Person *p2 = [p1 init];
Person *p3 = [p1 init];
NSLog(@"%@-%p", p1, &p1); // <Person: 0x10103f560>-0x7ffeefbff440
NSLog(@"%@-%p", p2, &p2); // <Person: 0x10103f560>-0x7ffeefbff428
NSLog(@"%@-%p", p3, &p3); // <Person: 0x10103f560>-0x7ffeefbff430
Person *p4 = [Person alloc];
NSLog(@"%@-%p", p4, &p4); // <Person: 0x1014457b0>-0x7ffeefbff438
