带你领略下iOS中OC的“alloc”源代码，让你在工作中不在迷惑
前言
前面我们使用官方开源的objc源码进行了编译调试
前言为什么会想要调试源码? 苹果开源了部分源码, 但相似内容太多, 基本找不到代码见的对应关系, 如果能像自己工程一样进行跳转那多好哇~~苹果源码开源地址: https://opensource.apple.com/本文将以macOS 11.2/objc4-818.2的源码进行配置源码配置首先...
然后基于这份笔记, 开始探索OC的底层原理
alloc源码探索
众所周知, OC里"万物皆对象", 而这个对象则是通过alloc来创建的, 那么接下来我们就从这个点开始吧
首先创建一个类"ABC"(里面空实现), 然后在main中写上如下代码, 并在alloc那行打上断点
按⌘+r运行一下, 停在断点位置以后按下
按钮, 我们进去里面的代码看看
继续往里面走ing..
继续往里面走ing..
这里往下走ing.. (主要目的是先大概走完alloc的逻辑嘛~)
在fastpath()这个判断里面return了
这个hasCustomAWZ()是判断 是否有自定义的+allocWithZone方法实现
这里if是取反的, 所以是没有自定义的+allocWithZone方法就往if判断里面走
而自定义的+allocWithZone方法里, 瞄了一眼, 实际也是调用_objc_rootAllocWithZone()函数
我们继续往里走一下看看..
继续往里面走ing..
先记录一下调这函数的传参
cls Class ABC 0x00000001000080e8
extraBytes size_t 0
zone void * NULL 0x0000000000000000
construct_flags int 2
cxxConstruct bool true
outAllocatedSize size_t* NULL 0x0000000000000000
这里往下走看看..
可以看见, 这里是走calloc()的判断, 而这里的size是由instanceSize()计算得出的
// 计算需要开辟的内存大小, 传入的extraBytes为0
size = cls->instanceSize(extraBytes); //size=16
calloc()方法给obj对象申请了一块内存空间
继续往下走看看..
来到的是initInstanceIsa()的判断里面, 我偷偷瞄了一下里面在干啥(就简单概括了):
initInstanceIsa() -> initIsa()
// 这里的isa为objc_object结构体的私有变量, 大概意思就是--将isa和cls进行绑定
-> { newisa.setClass(cls) + isa=newisa }
回来继续往下走哈..
走到这里就直接return一个obj对象了
吓得我赶紧查了一下fastpath()这个宏函数
#define fastpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 1)) //x很可能为真
#define slowpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 0)) //x很可能为假
附 __builtin_expect()的作用
https://blog.csdn.net/qq_22660775/article/details/89028258
作用是"允许程序员将最有可能执行的分支告诉编译器", 即
__builtin_expect(EXP, N) 意思是：EXP==N的概率很大。
附 instanceSize()的展开
对alloc内计算大小的逻辑进行展开
fastpath()里面return了fastInstanceSize()方法, 其作用从名字上能知道: 快速计算内存大小
展开后能通过断点发现, 它进行了16字节对齐
按照对齐公式
假设: 传进去 x是10
得到: (10 + 15) & ~15
10+15=25 在二进制中表现为 0001 1001
15 在二进制中表现为 0000 1111
~15 在二进制中表现为 1111 0000
25 & ~15 在二进制中表现为 0001 0000 => 十进制中表现为 16
好家伙! 不满16的直接对齐成16了
引用百度上大佬的结论: (链接)
① 性能快 以空间换取时间
② 16字节对齐，使之有更大的容错空间
③ 会"属性重排", 进行内存优化
总结
到目前为止+alloc方法的底层逻辑如下:
+[cls alloc] //从main中的alloc方法开始
↓
_objc_rootAlloc()
↓
callAlloc()
↓
_objc_rootAllocWithZone()
↓
_class_createInstanceFromZone()
↓ //===以下是内部实现逻辑===
↓ //从这里开始是核心内容了
instanceSize() //计算需要开辟的内存空间大小
↓
calloc() //申请开辟一块内存空间并返回地址指针
↓
initInstanceIsa() //将isa和cls进行绑定
↓
return obj //返回alloc好的obj对象
↓ //===这里走出内部实现逻辑了===
↓
ABC *object //得到实例对象
通过对alloc底层源码的分析, 可以了解到:
① alloc的主要目的是开辟内存空间;
② 主要的核心逻辑是 计算内存大小->申请内存空间->绑定isa;
③ 计算内存大小是按照16字节对齐的。
init源码探索
看完alloc源码, 总有点忍不住探索一下-init方法
直接在上面的代码里稍作修改, 打上断点, 点击运行~~\
迫不及待开始了
进去看看..
啊这... 就返回self了
总结
到目前为止-init方法的底层逻辑如下:
- [obj init]
↓
_objc_rootInit()
↓
return obj
通过对init底层源码的分析, 可以了解到:
① 它返回了自己.. 啥都没干
new源码探索
快速开始吧
走起!
嗯..跟猜的一样
总结
到目前为止+new方法的底层逻辑如下:
+new方法 = [callAlloc() init]
通过对new底层源码的分析, 可以了解到:
① new = [[cls alloc] init]
在以上源码中添加断点后，调试过程我总结成了一张图：\
文字流程：
+ alloc--_objc_rootAlloc--callAlloc--_objc_rootAllocWithZone--_class_createInstanceFromZone (核心实现，在方法中，完成对象大小计算，对齐，开辟，关联)
总结：\
本文为oc对象的初步探究，仅提到oc对象alloc的流程，init过程将在下一章讲述。
