导语
在分析alloc && init && new原理之前，我们先来看一下下面这段代码
LGPerson *p1 = [LGPerson alloc];
LGPerson *p2 = [p1 init];
LGPerson *p3 = [p1 init];
//问题：p1,p2,p3打印结果是否一致？
//开辟的是同一块空间，三个指针指向同一块地址
LGNSLog(@"%@--%p--%p",p1,p1,&p1);
LGNSLog(@"%@--%p--%p",p2,p2,&p2);
LGNSLog(@"%@--%p--%p",p3,p3,&p3);
控制台输出的结果
开辟的是同一块空间，三个指针指向同一块地址。
准备工作
- 下载 objc4-781 源码
一、alloc的探索
- alloc的底层实现流程图
截屏2020-09-10 17.18.54.png
- 解析
1，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）
//alloc源码分析-第一步
+ (id)alloc {
return _objc_rootAlloc(self);
}
2，跳转到_objc_rootAlloc具体实现
//alloc源码分析-第二步
id
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}
3，跳转到calloc源码实现
static ALWAYS_INLINE id
callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false)// alloc 源码 第三步
{
#if __OBJC2__ //有可用的编译器优化
/*
参考链接：https://www.jianshu.com/p/536824702ab6
*/
// checkNil 为false，!cls 也为false ，所以slowpath 为 false，假值判断不会走到if里面，即不会返回nil
if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;
//判断一个类是否有自定义的 +allocWithZone 实现，没有则走到if里面的实现
if (fastpath(!cls->ISA()->hasCustomAWZ())) {
return _objc_rootAllocWithZone(cls, nil);
}
#endif
// No shortcuts available. // 没有可用的编译器优化
if (allocWithZone) {
return ((id(*)(id, SEL, struct _NSZone *))objc_msgSend)(cls, @selector(allocWithZone:), nil);
}
return ((id(*)(id, SEL))objc_msgSend)(cls, @selector(alloc));
}
注意1：源码中的fastpath和slowpath宏定义是判断真假可能性的,以__builtin_expect(bool(x), 1)为例表示 x 的值为真的可能性更大；即 执行if里面语句的机会更大!
注意2：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!
//x很可能为真， fastpath 可以简称为 真值判断
#define fastpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 1))
//x很可能为假，slowpath 可以简称为 假值判断
#define slowpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 0))
4，跳转到_objc_rootAllocWithZone源代码实现
id _objc_rootAllocWithZone(Class cls, malloc_zone_t *zone __unused)// alloc 源码 第四步
{
// allocWithZone under __OBJC2__ ignores the zone parameter
//zone 参数不再使用 类创建实例内存空间
return _class_createInstanceFromZone(cls, 0, nil,
OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC);
}
5，跳转至_class_createInstanceFromZone的源码实现
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)// alloc 源码 第五步
{
ASSERT(cls->isRealized()); //检查是否已经实现
// Read class's info bits all at once for performance
//一次性读取类的位信息以提高性能
bool hasCxxCtor = cxxConstruct && cls->hasCxxCtor();
bool hasCxxDtor = cls->hasCxxDtor();
bool fast = cls->canAllocNonpointer();
size_t size;
//计算需要开辟的内存大小，传入的extraBytes 为 0
size = cls->instanceSize(extraBytes);
if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size;
id obj;
if (zone) {
obj = (id)malloc_zone_calloc((malloc_zone_t *)zone, 1, size);
} else {
//申请内存
obj = (id)calloc(1, size);
}
if (slowpath(!obj)) {
if (construct_flags & OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC) {
return _objc_callBadAllocHandler(cls);
}
return nil;
}
if (!zone && fast) {
//将 cls类 与 obj指针（即isa） 关联
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);
}
在该方法中主要分为三步：cls->instanceSize、calloc、obj->initInstanceIsa，其中cls->instanceSize用于计算某一个类需要开辟的空间的大小；calloc开辟空间并且返回指针的地址；obj->initInstanceIsa将开辟的空间和指针地址进行绑定。
二、init 源码探索
我们可以根据源码得知init是一个构造方法，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。
+ (id)init {
return (id)self;
}
三、new的源码探索
在我们的日常开发中我们也经常使用new开初始化一个对象，从源码中可以看出，new 其实就等价于[alloc init]的操作。
new 其实就等价于 [alloc init]
+ (id)new {
return [callAlloc(self, false/*checkNil*/) init];
}