在源码分析前，我们先来看看如下的代码：
LGPerson *p1 = [LGPerson alloc];
LGPerson *p2 = [p1 init];
LGPerson *p3 = [p1 init];
LGNSLog(@"对象内容：%@ - 内存地址：%p - 指针地址：%p",p1,p1,&p1);
LGNSLog(@"对象内容：%@ - 内存地址：%p - 指针地址：%p",p2,p2,&p2);
LGNSLog(@"对象内容：%@ - 内存地址：%p - 指针地址：%p",p3,p3,&p3);
运行输出：
对象内容：<LGPerson: 0x6000038b0260> - 内存地址：0x6000038b0260 - 指针地址：0x7ffee4ddb058
对象内容：<LGPerson: 0x6000038b0260> - 内存地址：0x6000038b0260 - 指针地址：0x7ffee4ddb050
对象内容：<LGPerson: 0x6000038b0260> - 内存地址：0x6000038b0260 - 指针地址：0x7ffee4ddb048
通过上面的运行结果可以得出结论：
3个对象指向同一个内存空间，所以内容和内存地址是相同的，但是对象的指针地址是不同的。
那么我们就要思考了，在初始化过程中，alloc做了什么？init做了什么？
- 下载源码，编译源码，可参考https://www.jianshu.com/p/e74299043f23
alloc源码探索
alloc + init 整体源码的探索流程如下：
- 【第一步】首先根据main函数中的LGPerson类的alloc方法进入alloc方法的源码实现（即源码分析开始）
+ (id)alloc {
return _objc_rootAlloc(self);
}
- 【第二步】跳转至_objc_rootAlloc的源码实现
id
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}
- 【第三步】跳转至callAlloc的源码实现
static ALWAYS_INLINE id
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));
}
如上所示，在calloc方法中，当我们无法确定实现走到哪部时，可以通过断点调试，判断执行走哪部分逻辑。这里是执行到_objc_rootAllocWithZone
slowpath & fastpath
其中关于slowpath和fastpath这里需要简要说明下，这两个都是objc源码中定义的宏，其定义如下：
#define fastpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 1))
#define slowpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 0))
其中的__builtin_expect指令是由gcc引入的，
1、目的：编译器可以对代码进行优化，以减少指令跳转带来的性能下降。即性能优化
2、作用：允许程序员将最有可能执行的分支告诉编译器。
3、指令的写法为：__builtin_expect(EXP, N)。表示 EXP==N的概率很大。
4、fastpath定义中__builtin_expect((x),1)表示 x 的值为真的可能性更大；即 执行if 里面语句的机会更大
5、slowpath定义中的__builtin_expect((x),0)表示 x 的值为假的可能性更大。即执行 else 里面语句的机会更大
6、在日常的开发中，也可以通过设置来优化编译器，达到性能优化的目的，设置的路径为：Build Setting --> Optimization Level --> Debug --> 将None 改为 fastest 或者 smallest
cls->ISA()->hasCustomAWZ()
其中fastpath中的 cls->ISA()->hasCustomAWZ() 表示判断一个类是否有自定义的 +allocWithZone 实现，这里通过断点调试，是没有自定义的实现，所以会执行到 if 里面的代码，即走到_objc_rootAllocWithZone
- 【第四步】跳转至_objc_rootAllocWithZone
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);
}
- 【第五步】跳转至_class_createInstanceFromZone的源码实现，这部分是alloc源码的核心操作，由下面的流程图及源码可知，该方法的实现主要分为三部分
cls->instanceSize：计算需要开辟的内存空间大小
calloc：申请内存，返回地址指针
obj->initInstanceIsa：将 类 与 isa 关联
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);
}
cls->instanceSize：计算需要开辟的内存空间大小
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;
}
align16源码：
static inline size_t align16(size_t x) {
return (x + size_t(15)) & ~size_t(15);
}
calloc：申请内存，返回地址指针
通过instanceSize计算的内存大小，向内存中申请大小为size的内存，并赋值给obj，因此obj是指向内存地址的指针
obj = (id)calloc(1, size);
在平常的开发中，一般一个对象的打印的格式都是类似于这样的<LGPerson: 0x01111111f>（是一个指针）。为什么这里不是呢？
- 主要是因为objc 地址 还没有与传入 的 cls进行关联，
- 同时印证了 alloc的根本作用就是 开辟内存
obj->initInstanceIsa：类与isa关联
经过calloc可知，内存已经申请好了，类也已经传入进来了，接下来就需要将 类与 地址指针 即isa指针进行关联，其关联的流程图如下所示
主要过程就是初始化一个isa指针，并将isa指针指向申请的内存地址，在将指针与cls类进行关联
同样也可以通过断点调试来印证上面的说法，在执行完initInstanceIsa后，在通过po obj可以得出一个对象指针
总结:
- 通过对alloc源码的分析，可以得知alloc的主要目的就是开辟内存，而且开辟的内存需要使用16字节对齐算法，现在开辟的内存的大小基本上都是16的整数倍
- 开辟内存的核心步骤有3步：计算 -- 申请 -- 关联
init源码探索
类方法 init：
+ (id)init {
return (id)self;
}
这里的init是一个构造方法 ，是通过工厂设计（工厂方法模式）,主要是用于给用户提供构造方法入口。这里能使用id强转的原因，主要还是因为内存字节对齐后，可以使用类型强转为你所需的类型
实例方法 init：
通过以下代码进行探索实例方法 init
LGPerson *objc = [[LGPerson alloc] init];
通过main中的init跳转至init的源码实现:
- (id)init {
return _objc_rootInit(self);
}
--------------
id
_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;
}
有上述代码可以证明，返回的是传入的self本身。
new源码探索
一般在开发中，初始化除了init，还可以使用new，两者本质上并没有什么区别，以下是objc中new的源码实现，通过源码可以得知，new函数中直接调用了callAlloc函数（即alloc中分析的函数），且调用了init函数，所以可以得出new 其实就等价于 [alloc init]的结论
+ (id)new {
return [callAlloc(self, false/*checkNil*/) init];
}
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