iOS底层原理探究（2）

NSObject 为什么没有进入源码断点?

NSObject的创建已经在系统级运行中初始化完了，执行了objc_alloc方法 ，第一次初始化的类是NSArray(调试可运行的源码得知)，NSArray的父类就是NSObject 必定会初始化，所以不会进入断点。

alloc方法为何会执行两次

callAlloc走两次的原因是：第一次系统会执行objc_alloc，调用callAlloc方法，执行objc_msgSend 执行alloc方法，继续调用callAlloc方法，生成实例。

我们手写执行LGPerson alloc 是不会调用了，因为系统已经调用了alloc，存在缓存中了。

系统执行：LLVM（苹果系统层级）alloc特殊修饰，我们任何的值量都会被在系统级别进行sel处理，从LLVM源码可以深入。

LLVM源码探究：

1.LLVM源码中alloc的分支如下

2.EmitObjCAlloc会转化为objc_alloc

3.在objc源码中，callAlloc方法中不满足逻辑，会执行alloc消息发送

4.LLVM消息发送的源码

内存对齐：

1.在控制台打印：

po 打印对象

x  打印内存地址 ，dubug下-view memory

x/4gx  打印16进制四个地址，

首地址为内存地址

控制台打印，直接取值。

控制台打印：冒号前：当前内存的的地址，冒号后：当前存储的值

0x0000000000000：当前属性没有被赋值

对象在底层编译成结构体，内存对齐来自于结构体

内存地址不是完全对齐，字符串是8字节，整形与字符类型会优化在一起，98 97代表的是ASCII码对应的值。

结构体中的内存对齐：

内存对齐原则

结构体内从0开始排列，开辟过程中结构体中的子元素一定要是资深数据类型的整数倍，如果不够，则需要空出，继续向前排列，最终计算后的字节一定是以结构体中最大的数据类型整数倍去开辟。

举例：

1.double类型字节为8，开辟内存空间0-7 将a放入内存

2.char类型字节为1 ，从8开始排列， 由于8是1的整数倍，可以将b放入内存中（起始位置必须是当前类型的整数倍）

3.int类型字节为4，从9开始排列，9不是4的整数倍，将空间空出，继续排列，10，11也不是4的整数倍继续空出。12刚好是4的整数倍，因此从12开始排列：12，13，14，15.

4.short类型字节为2，从16开始排列，16是2的整数倍，从16开始排列：16，17

5.最终结构体占用17字节，根据内存补齐原则，最终开辟内存区域一定是最大数据类型 double的整数倍（即8的整数倍），因此为24

内存分配示意图：

结构体嵌套的内存对齐：

已知LGstruct1 结构体为18字节，LGstruct1 结构体中最大元素为8字节，根据内存对齐原则必须为8的整数倍，因此为24 ，LGstruct2中其他元素共占用16字节（不算e），因此 16+24 = 40

如果LG2结构体加上int类型 e，e占用4字节（16-19），最小8的倍数为24 ，因此24 + 24 = 48字节。

LGstruct1共需要24字节，为何不是24的倍数，因为结构体嵌套中，依然会遵循结构体中最大字节元素的倍数原则。

内存对齐优势：方便读取，不会存在读取混乱 ，安全，防止读到别的变量区域。

苹果进行属性重排，优化内存。

分配内存大小与实际数据内容大小的打印：

第一个地址打印的是person的指针（isa）占用8字节

第二个地址打印的是person对象真正需要的内存

第三个地址打印的是系统实际分配了多少内存。

阅读源码的能力（通过calloc方法找到核心代码）：

从iOS底层原理探究1得到alloc底层生成方法需要三步

1.告知系统申请多少内存：instanceSize

2.开辟内存拿回指针 :calloc

3.类和指针绑定:initInstanceIsa

今天我们就探究一下calloc方法：（此方法在-libMalloc源码下载）

此处只涉及如何快速从源码中检索核心代码，源码阅读会放在最后。

此方法返回retval，因此给retval的赋值是核心代码。

zone->calloc?

zone->calloc：**->**在C语言中称为间接引用运算符，是二目运算符，优先级同成员运算符“.”

zone是一个_malloc_zone_t 类型的结构体的指针，calloc是结构体中的成员（方法也可以是结构体中的成员），此写法等同于 (*zone).calloc。

从zone -> calloc如何继续深入？

在控制台（lidb）打印我们要深入的方法：default_zone_calloc,给结构体开辟内存的方法

按住control键，选择进入断点，也可以进入此方法。

从此方法 default_zone_calloc 全局搜索继续深入

全局搜索继续深入nano_calloc方法

核心代码：在_nano_malloc_check_clear继续深入(如何保持16字节内存对齐的算法就在这了)

解读segregated_size_to_fit方法（16进制对齐算法）：

宏定义#define NANO_REGIME_QUANTA_SIZE (1<< SHIFT_NANO_QUANTUM)：1向左移动4位后边补0。

二进制演示：0000 1000  转为10进制位2的4次方，得到注释结果16.

0001 0001：为17的为二进制转换

0000 0001：右移4位，尾部抹零

00001 0000：左移4位 ，抹零后得到16.

标红区域为带入实际值的 方法演算过程。

下面是对calloc方法的核心源码以及变量的注释和理解：

calloc方法

2

总结：重点是当我们我的断点无法深入的时候，通过LLDB控制台打印 指针-也会展示出我们想要方法，在通过源码全局搜索。