前言：从对象的创建 , 去探究对象的本质 , 创建的流程 , 一路上会遇到 isa , 对象 -> 类 ->元类 , cache_t, 内存对齐 , 分类 ,taggedPoint , 方法缓存, 方法查找, 消息转发, 内存管理等内容。对于iOS开发人员来说：alloc& init & new是非常熟悉的，但是是否对于它的原理也一的熟悉！，今天我们就一起探索一下这个我们熟悉的陌生人。流程图如下：
底层流程图
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1.1 objc_alloc 与 alloc
对象调用alloc
CPPerson *objc1 = [LGPerson alloc];
◈ alloc类方法源码如下 :
+ (id)alloc {
return _objc_rootAlloc(self);
}
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}
◈ objc_alloc 函数如下 :
objc_alloc(Class cls)
{
return callAlloc(cls, true/*checkNil*/, false/*allocWithZone*/);
}
我们可以看到不管是 alloc还是 objc_alloc , 都会进入callAlloc 这个函数 , 只是最后两个参数传入的不同 . 那么我们就继续往下看 .
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1.2callAlloc
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));
}
首先我们注意到了两个宏定义的函数 : fastpath 与slowpath .
// x 很可能不为 0，希望编译器进行优化
#define fastpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 1))
// x 很可能为 0，希望编译器进行优化
#define slowpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 0))
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1.2.1 _objc_rootAllocWithZone
源码如下：
_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);
}
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1.2.2. objc_msgSend
源码如下：
if (allocWithZone) {
return ((id(*)(id, SEL, struct _NSZone *))objc_msgSend)(cls, @selector(allocWithZone:), nil);
}
return ((id(*)(id, SEL))objc_msgSend)(cls, @selector(alloc));
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1.3. _class_createInstanceFromZone
源码如下：
_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;
//计算出需要的内存空间大小
size = cls->instanceSize(extraBytes);
if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size;
id obj;
if (zone) {
obj = (id)malloc_zone_calloc((malloc_zone_t *)zone, 1, size);
} else {
// alloc 向系统申请开辟内存，返回地址指针
obj = (id)calloc(1, size);
}
if (slowpath(!obj)) {
if (construct_flags & OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC) {
return _objc_callBadAllocHandler(cls);
}
return nil;
}
if (!zone && fast) {
//关联到相应的类
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);
}
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1.3.1 instanceSize 计算内存空间
源码
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;
}
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1.3.2 calloc向内存申请空间，返回指针
void *calloc(size_t __count, size_t __size) __result_use_check __alloc_size(1,2);
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1.3.3 nitInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);关联类
objc_object::initInstanceIsa(Class cls, bool hasCxxDtor)
{
ASSERT(!cls->instancesRequireRawIsa());
ASSERT(hasCxxDtor == cls->hasCxxDtor());
initIsa(cls, true, hasCxxDtor);
}
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2.1 init
源码
- (id)init {
return _objc_rootInit(self);
}
_objc_rootInit(id obj)
{
// In practice, it will be hard to rely on this function.
// Many classes do not properly chain -init calls.
return obj;
}
可以看到init 默认返回方法调用者 . 这个设计其实是为了方便工程设计 , 以便于在初始化对象时做一些初始化或者赋值操作 .
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3.1 new
源码
+ (id)new {
return [callAlloc(self, false/*checkNil*/) init];
}
new相当于 alloc +init . 但是使用new 并不能调用我们所重写的各种 init 工厂方法 .
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