iOS-底层原理4:NSObject的alloc分析

在上一篇文章中以[LBHPerson alloc]为例对+alloc方法进行了源码分析,本文作为补充去探索作为根类的NSObject[NSObject alloc]流程与[LBHPerson alloc]流程是否有区别。

源码分析

沿用上一篇文章的objc4-781源码,新增一个NSObject的实例并打上断点

根据上一篇文章分析的alloc流程

[LBHPerson alloc]的流程图

等程序执行到main函数的NSObject *obj = [NSObject alloc]的断点时, 将上面流程中所有的方法打上断点继续运行,会发现执行完callAlloc方法后直接执行_objc_rootAllocWithZone方法,即直接从第二步到第六步,并没有走+ alloc流程,可以得出[NSObject alloc]的流程图

[NSObject alloc]的流程图

问题

1、为什么明明调用的是+ alloc方法首先执行的却是 objc_alloc方法?
2、为什么[LBHPerson alloc]的流程中callAlloc调用两次?
3、为什么[NSObject alloc]流程没有执行+ alloc方法?

分析

问题1、为什么明明调用的是+ alloc方法首先执行的却是 objc_alloc方法?

准备工作

llvm源码

action

step1:在vscode工具中打开llvm源码,搜索omf_alloc:找到tryGenerateSpecializedMessageSend,表示尝试生成特殊消息发送

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当接收到alloc名称的selector时,调用EmitObjCAlloc函数。

step2:跳转至EmitObjCAlloc的定义可以看到alloc 的处理是调用了 objc_alloc

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由此可以得出:llvm在编译启动时,alloc方法会被转换为objc_alloc方法

问题2、为什么[NSObject alloc]流程没有执行+ alloc方法?

action

step1:在objc4-781源码中,打上以后几个断点,然后运行

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会发现断点并没有进入到main函数里,而是进入objc_allocclsNSArray,这意味系统在初始化做了很多工作,我们来看下这个[NSArray alloc]的调用情况

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step2:callAlloc方法根据断点一步步往下走,会进入objc_msgSend消息发送,

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step3: +alloc方法

+ (id)alloc {
    return _objc_rootAlloc(self);
}

step4:_objc_rootAlloc方法

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

step5:callAlloc方法,同step2调用的是同一个方法,我们跟着断点一步步走,最后通过objc_msgSend消息发送调用系统的allocWithZone方法。

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看一下它的堆栈调用情况

step2objc_msgSend发送alloc消息时,当前的clsNSArray,类中没有自定义的+ alloc方法,所以会去它的父类也就是NSObject中查找,堆栈调用显示的是调用的NSObject+alloc方法,还没到main函数中手动调用[NSObject alloc]时系统就已经处理好了。

step6:先暂时关掉非main函数中的断点,等程序执行到main函数断点,再开启这些断点,着重看一下callAlloc函数

callAlloc

由此可以得出:系统初始化时NSObject已经完成+alloc操作

问题3、为什么[LBHPerson alloc]的流程中callAlloc调用两次?

action

step1:回到llvm源码,经过前面的分析已经知道llvm会将+alloc转发成objc_alloc,找到实现它的方法

tryGenerateSpecializedMessageSend

step2:搜索tryGenerateSpecializedMessageSend,看它的调用情况

  • GeneratePossiblySpecializedMessageSendtryGenerateSpecializedMessageSend被调用,说明runtime消息处理时必先调用这个函数
  • 如果满足if条件,则调用特殊消息发送,即将alloc转发成objc_alloc
  • 如果不满足,则调用普通消息发送

由此可以得出:第一次调用+alloc方法会调用特殊消息处理,即将alloc转发成objc_alloc;第二次会调用普通消息处理

总结

  • NSObject的创建由系统处理
  • 自定义类alloc创建时,会执行两次,第一次判断条件时执行,第二次常规方法执行。

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