iOS alloc & init 探索

0x000 从哪里入手？

先看看main函数

0x001 初探？

1. 为什么是 alloc init?
2. alloc init 做了什么?

热身：先来打印一些信息：

屏幕快照 2019-12-20 下午7.03.52.png

热身疑问：
alloc 已经创建了对象，为什么还要有init？
alloc 怎么创建的？

alloc 也看不到源码，但是我们需要了解alloc 的源码实现？
如何快速探索出Object-C一个方法的底层所在实现

通过上述方法的探索，能知道 alloc 的底层实现就是libobjc.A.dylib 'objc_alloc'

0x002 源码初解：libobjc.A.dylib 'objc_alloc'

苹果开源源码objc/libsystem/dyld/coreFoundation(CF)
objc4-750源码 alloc 解析

证明 alloc确实是创建了对象

如何证明？
申请内存空间，有指针地址？

1. 如果想证明上述所说，可以跑源码跟断点一步步查看。
   通过源码分析，我们能看出在alloc的底层实现里面，alloc确实有申请内存空间创建对象。

alloc 创建对象跟踪

结论：
calloc，申请一片空间大小
initInstanceIsa: 关联class(isa)

2. 不想断点一步步，也可以在libobjc.A.dylib 'objc_alloc' 汇编处直接查看寄存器状态，来证明

需要进行定点分析，找主线：
跳到断点到需要研究的地方：（确定研究对象）
通过简单的源码查看，我们可以依次加几个符号断点：

• 加符号断点+alloc
• 加符号断点+_objc_rootAlloc
• 加符号断点+callAlloc
• 加符号断点+class_createInstance

在汇编处查看寄存器状态：
x0在汇编里面是传递值的地方也是返回值得地方

截屏2019-12-24下午4.29.16.png

register read (读取寄存器)判断是否来到了我们需要的分析的方法
register read x0
刚进来x0还是TestPerson，没有返回地址

截屏2019-12-24下午4.32.23.png

结论：最后确实返回了地址，证明申请了内存空间,也就是创建了对象

0x003 源码详解：libobjc.A.dylib 'objc_alloc' （直接跑源码）

通过 0x2 读源码
可以知道alloc创建对象的核心：cls->instanceSize ；calloc；initInstanceIsa，现在来依次看看这几个方法

calloc开辟多少内存空间呢?

cls->instanceSize 计算对象需要的内存大小

计算size前

empty-object计算size前.png

内存对齐 [为什么要内存对齐]

内存对齐.png

计算size后

empty-object计算size后.png

calloc：申请内存空间 & initInstanceIsa:关联ISA

 obj = (id)calloc(1, size);
 if (!obj) return nil;
    obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);

系统创建一块内存地址并且与类关联起来。（相当于建了房子，要有一个房本将房子与房主关联起来。）
initInstanceIsa 详解

内存空间里面有些什么？（房子里面住谁？）

属性

下面有一个这样的对象，来看看对象内存地址里面分别存着什么

截屏2019-12-24下午6.24.56.png

打印地址

截屏2019-12-24下午6.05.23.png

结论：po 地址，验证地址与属性关系,可以验证，确实这些属性都会存放在对象开辟的内存地址空间内。只是属性地址分布的地址段会按照内存对齐的原则以及做一些优化，存放，具体请看内存对齐原则.

补充：也可以查看全部地址信息

截屏2019-12-24下午6.09.18.png
地址段
截屏2019-12-24下午6.10.41.png

0x004 最后说说init

从热身的打印结果看，其实alloc后就已经有创建了对象实例，init什么也没做.

那init意义何在：
工厂设计模式：预留，方便子类自定义重写

0x005 new

+ (id)new {
    return [callAlloc(self, false/*checkNil*/) init];
}

alloc底层调用

id
  _objc_rootAlloc(Class cls)
{
    return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}

callAlloc

// Call [cls alloc] or [cls allocWithZone:nil], with appropriate 
// shortcutting optimizations.
static ALWAYS_INLINE id
callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false)
{....}

所以其实
[xxx new] == [[xxx alloc] init];

0x006 总结

1. 定位 alloc 源码位置
2. 粗略验证 alloc 创建对象
3. alloc, 调用流程
   _objc_rootAlloc ——> callAlloc ——> class_createInstance ——> _class_createInstanceFromZone(cls->instanceSize;(id)calloc(1, size);obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);)
4. 分析内存大小计算逻辑
5. init 和 new