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iOS 底层原理探索之alloc、init与new

编程语言2024-11-29 17:47:06

前言：

alloc、init、new 作为iOS开发者，是我们每天用到最多也可以说是最常见的代码之一，可是你知道它们到底都做了什么吗？下面我们就来深度探索一下！

探索之前我们先来了解三种探索底层的方法：

1.汇编分析：菜单Debug -> Debug Workflow -> Always show Disassembly 选中之后会显示汇编编码

2.下断点：control + in 跟进

3.Symbolic Breakpoint 符号断点：

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alloc原理探索：

1.首先我们先通过源码看一下大致的调用流程

2.接下来我们看一下具体源码的调用

alloc

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

_objc_rootAlloc

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

callAlloc

static ALWAYS_INLINE id
callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false)
{
#if __OBJC2__
    if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;
    if (fastpath(!cls->ISA()->hasCustomAWZ())) {
        return _objc_rootAllocWithZone(cls, nil);
    }
#endif

    // 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));
}

_objc_rootAllocWithZone

_objc_rootAllocWithZone(Class cls, malloc_zone_t *zone __unused)
{
    // allocWithZone under __OBJC2__ ignores the zone parameter
    return _class_createInstanceFromZone(cls, 0, nil,
                                         OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC);
}

_class_createInstanceFromZone

重点部分哦，前面通过运行源码我们一步步走到这里，终于开始要开辟空间了，是不是太不容易了，主要是下面这三个方法
cls->instanceSize计算要申请的空间大小
obj = (id)calloc(1, size);开辟内存的地方
obj->initInstanceIsa 关联上对象（其实就是先建一个房子写上是谁的名字）

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)
{
    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;
    //计算内存大小
    size = cls->instanceSize(extraBytes);
    if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size;

    id obj;
    if (zone) {
        obj = (id)malloc_zone_calloc((malloc_zone_t *)zone, 1, size);
    } else {
        // alloc 申请开辟内存，返回地址指针
        obj = (id)calloc(1, size);
    }
    if (slowpath(!obj)) {
        if (construct_flags & OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC) {
            return _objc_callBadAllocHandler(cls);
        }
        return nil;
    }

    if (!zone && fast) {
        //关联对象
        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);
}

计算内存大小知识点：

通过16字节对齐算法，以空间换时间概念

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

alloc申请了空间那么init做了什么呢？

接下来探索一下init源码，通过源码可知，inti的源码实现有以下两种

类方法init

+ (id)init {
    return (id)self;
}

这里的init是一个构造方法，是通过工厂设计（工厂方法模式）,主要是用于给用户提供构造方法入口。

实例方法 init

看一下实例init的代码

MKPerson *objc = [[MKPerson alloc] init];

通过main中的init跳转至init的源码实现

- (id)init {
    return _objc_rootInit(self);
}

跳转至_objc_rootInit的源码实现

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;
}

new 源码探索

一般在开发中，初始化除了init，还可以使用new，两者本质上并没有什么区别，以下是objc中new的源码实现，通过源码可以得知，new函数中直接调用了callAlloc函数（即alloc中分析的函数），且调用了init函数，所以可以得出new 其实就等价于 [alloc init]的结论

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

但是一般开发中并不建议使用new，主要是因为有时会重写init方法做一些自定义的操作，例如 initWithXXX，会在这个方法中调用[super init]，用new初始化可能会无法走到自定义的initWithXXX部分。
关于new探索部分摘自：作者：Style_月月

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https://www.xamrdz.com/lan/5pd2016310.html

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