【iOS】alloc、init和new原理

目录

• • 前言
  • alloc方法源码探索
  • • 1. `alloc`方法：
    • 2. `_objc_rootAlloc()`方法：
    • 3. `callAlloc()`方法：
    • 4. 里面有个`_objc_rootAllocWithZone()`方法：
    • 5. `_class_createInstance()`方法：
    • • `instanceSize()`方法
      • `malloc_instance`方法
      • `initInstanceIsa`方法
    • alloc流程总结
  • init方法
  • new方法

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前言

先来看看下面这段代码：

Person* person = [Person alloc]; Person* person1 = [person init]; Person* person2 = [person init]; NSLog(@"person = %@ ** %p ** %p", person, person, &person); NSLog(@"person1 = %@ ** %p ** %p", person1, person1, &person1); NSLog(@"person2 = %@ ** %p ** %p", person2, person2, &person2); 

运行结果：

可以看出person、person1以及person2的指针变量是不同的，但却指向了同一个内存地址，所以内存的申请开辟是在alloc方法里实现的，init方法只是生成对象指针并初始化一些信息，并没有对内存空间做任何处理

alloc方法源码探索

objc4 源码下载地址

1. alloc方法：

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

2. _objc_rootAlloc()方法：

// Base class implementation of +alloc. cls is not nil. // Calls [cls allocWithZone:nil]. 从OC视角来看，alloc 实际会调用 allocWithZone: id _objc_rootAlloc(Class cls) {     return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/); } 

3. callAlloc()方法：

// Call [cls alloc] or [cls allocWithZone:nil], with appropriate // shortcutting optimizations. static ALWAYS_INLINE id callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false) {     if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;          //  判断该类是否实现了自定义的 +allocWithZone:，没有则进入 if 条件语句     if (fastpath(!cls->ISA()->hasCustomAWZ())) {         return _objc_rootAllocWithZone(cls, nil);     }      // 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)); } 

4. 里面有个_objc_rootAllocWithZone()方法：

id _objc_rootAllocWithZone(Class cls, objc_zone_t) {     // allocWithZone under __OBJC2__ ignores the zone parameter     return _class_createInstance(cls, 0, OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC); } 

5. _class_createInstance()方法：

static ALWAYS_INLINE id _class_createInstance(Class cls, size_t extraBytes,                       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);  //计算开辟内存大小     if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size;      id obj = objc::malloc_instance(size, cls);  //申请内存     if (slowpath(!obj)) {         if (construct_flags & OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC) {             return _objc_callBadAllocHandler(cls);         }         return nil;     }      if (fast) {         obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);  //关联当前类的 isa     } else {         // Use raw pointer isa on the assumption that they might be         // doing something weird with the zone or RR.         // 使用原始指针 isa，假设它们可能在处理区域（zone）或资源记录（RR）时做了一些特殊操作。         obj->initIsa(cls);     }      if (fastpath(!hasCxxCtor)) {         return obj;     }      construct_flags |= OBJECT_CONSTRUCT_FREE_ONFAILURE;     return object_cxxConstructFromClass(obj, cls, construct_flags); } 

这个方法真正开辟了内存，3个关键步骤：instanceSize()计算开辟内存大小、objc::malloc_instance()开辟内存、initInstanceIsa()关联当前类的 isa

上面第 1 个方法提到alloc实际上调用的是allocWithZone:(struct _NSZone *)zone方法，查allocWithZone:的源码同样的能寻到上述后续步骤的方法

instanceSize()方法

inline size_t instanceSize(size_t extraBytes) const { 	// 快速计算内存大小     if (fastpath(cache.hasFastInstanceSize(extraBytes))) {         return cache.fastInstanceSize(extraBytes);     }     //计算类中所有变量需要的内存大小 extraBytes额外字节数一般是0     size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;     // CF requires all objects be at least 16 bytes.     if (size < 16) size = 16;     return size; } 

fastInstanceSize()方法

size_t fastInstanceSize(size_t extra) const {     ASSERT(hasFastInstanceSize(extra));     if (__builtin_constant_p(extra) && extra == 0) {         return _flags & FAST_CACHE_ALLOC_MASK16;     } else {         size_t size = _flags & FAST_CACHE_ALLOC_MASK;         // remove the FAST_CACHE_ALLOC_DELTA16 that was added         // by setFastInstanceSize         return align16(size + extra - FAST_CACHE_ALLOC_DELTA16);     } } 

align16()方法（16 字节对齐）

static inline size_t align16(size_t x) {     return (x + size_t(15)) & ~size_t(15); } 

这个函数是为了确保，传进去的x值按照 16 字节对齐，也就是返回值必须是 16 的倍数。
因为掩码的最低4位为0，对 x + 15 的结果进行 & 操作后，会把结果中的最低4位清零，这意味着结果必定是16的倍数。原因是二进制中的数如果最后四位是0，则该数可以被16整除。

malloc_instance方法

static inline id malloc_instance(size_t size, Class cls __unused) { #if _MALLOC_TYPE_ENABLED     malloc_type_descriptor_t desc = {};     desc.summary.type_kind = MALLOC_TYPE_KIND_OBJC;     return (id)malloc_type_calloc(1, size, desc.type_id); #else     return (id)calloc(1, size); #endif } 

实际是调用calloc函数开辟内存

initInstanceIsa方法

inline void  objc_object::initInstanceIsa(Class cls, bool hasCxxDtor) {     ASSERT(!cls->instancesRequireRawIsa());     ASSERT(hasCxxDtor == cls->hasCxxDtor());      initIsa(cls, true, hasCxxDtor); } 

初始化 isa 指针，和类关联起来

alloc流程总结

init方法

- (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; } 

init方法返回的是对象本身，类似工厂模式，init方法的意义除了初始化内存，还可以扩展更多的初始化方法

new方法

+ (id)new {     return [callAlloc(self, false/*checkNil*/) init]; } 

new方法的底层实现就是调用alloc流程 + init方法