底層探索

一、對(duì)于iOS的底層原理探索，查找到函數(shù)所在的源碼庫(kù)，一般有以下方法實(shí)現(xiàn)

① 符號(hào)斷點(diǎn)

• 在哪里新建符號(hào)斷點(diǎn)：選擇 Symbolic Breakpoint ：

• 怎么添加符號(hào)斷點(diǎn)：在Symbol中加入 alloc、objc_alloc、_objc_rootAlloc 等：

• 繼續(xù)追蹤方法底層原理，可以繼續(xù)使用以上符號(hào)斷點(diǎn)方法添加對(duì)應(yīng)的方法名即可；
• 直到最后追蹤到系統(tǒng)底層庫(kù)為止，例如： alloc 的源碼最后追蹤到位于 libobjc.A.dylib 庫(kù)。

② LLDB調(diào)試

• 在需要探索的內(nèi)部方法或者實(shí)現(xiàn)的地方，打上斷點(diǎn)；
• 運(yùn)行代碼，執(zhí)行到斷點(diǎn)地方，然后按住 control 鍵，即出現(xiàn)以下調(diào)試斷點(diǎn)：

• 點(diǎn)擊上圖中的第四個(gè)step into之后，即可看見(jiàn)相應(yīng)實(shí)現(xiàn)方法，如：alloc 如下：

• 再添加一個(gè) objc_alloc 符號(hào)斷點(diǎn)，便可顯示 objc_alloc 所在的源碼庫(kù) libobjc.A.dylib 。

③ 匯編分析

• xcode 工具欄選擇 Xcode -> Debug WorkFlow -> Always Show Disassembly ，該選項(xiàng)表示始終顯示反匯編 ，即匯編分析

• 按照“符號(hào)斷點(diǎn)”的運(yùn)行代碼，執(zhí)行到斷點(diǎn)地方，然后按住 control鍵，即出現(xiàn)以下調(diào)試斷點(diǎn)方法，即可進(jìn)入callq ，對(duì)應(yīng) objc_alloc：

• 最后，也可以看到 alloc 對(duì)應(yīng)的源碼庫(kù)為 libobjc.A.dylib 庫(kù)。

二、作為 iOS 開(kāi)發(fā)者，最需要關(guān)注的應(yīng)該就是從應(yīng)用啟動(dòng)到應(yīng)用被 kill 掉這一整個(gè)生命周期的內(nèi)容。不妨從最熟悉的 main 函數(shù)開(kāi)始，一般來(lái)說(shuō)，在 main.m 文件中打一個(gè)斷點(diǎn)，左側(cè)的調(diào)用堆棧視圖應(yīng)該如下圖所示:

三、調(diào)用堆棧有兩個(gè)注意點(diǎn):

• 需要關(guān)閉 Xcode 左側(cè) Debug 區(qū)域最下面的 show only stack frames with debug symbols and between libraries

• 增加一個(gè) _objc_init 的符號(hào)斷點(diǎn)

四、通過(guò)上面的調(diào)用堆棧信息不難得出一個(gè)簡(jiǎn)單粗略的加載流程

五、Apple 開(kāi)源庫(kù)源碼

• Apple 所有開(kāi)源源碼匯總地址，根據(jù)相應(yīng)的版本查找對(duì)應(yīng)的源碼，以mac 10.15為例: macOS --> 10.15 --> 選擇10.15 --> 搜索 objc；
• Apple 比較直接的源碼下載地址，直接搜索想要下載的源碼名稱(chēng)即可，例如objc：直接搜索 objc --> objc4/ --> 選擇相應(yīng)的objc的版本。

內(nèi)存對(duì)齊

一、內(nèi)存對(duì)齊概念

① 什么是內(nèi)存對(duì)齊？

• 內(nèi)存對(duì)齊是一種在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中 排列數(shù)據(jù) （表現(xiàn)為變量的地址）、 訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù) （表現(xiàn)為CPU讀取數(shù)據(jù)）的一種方式。
• 內(nèi)存對(duì)齊包含了兩種相互獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的部分： 基本數(shù)據(jù)對(duì)齊和結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)對(duì)齊 。

② 為什么要進(jìn)行內(nèi)存對(duì)齊？

• 平臺(tái)原因(移植原因)：不是所有的硬件平臺(tái)都能訪(fǎng)問(wèn)任意地址上的任意數(shù)據(jù)的；某些硬件平臺(tái)只能在某些地址處取某些特定類(lèi)型的數(shù)據(jù)，否則拋出硬件異常。
• 性能原因：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(尤其是棧)應(yīng)該盡可能地在 自然邊界上對(duì)齊 。原因在于，為了訪(fǎng)問(wèn)未對(duì)齊的內(nèi)存，處理器需要作兩次內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)；而對(duì)齊的內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)僅需要 一次訪(fǎng)問(wèn) 。

③ 內(nèi)存對(duì)齊原則

在 iOS 中，對(duì)象的屬性需要進(jìn)行內(nèi)存對(duì)齊，而對(duì)象本身也需要進(jìn)行內(nèi)存對(duì)齊。內(nèi)存對(duì)齊有三原則：

• 數(shù)據(jù)成員對(duì)齊原則 ：結(jié)構(gòu)( struct )(或聯(lián)合( union ))的數(shù)據(jù)成員，第一個(gè)數(shù)據(jù)成員放在 offset 為 0 的地方，以后每個(gè)數(shù)據(jù)成員存儲(chǔ)的起始位置要從該成員大小或者成員的子成員大小。
• 結(jié)構(gòu)體作為成員 ：如果一個(gè)結(jié)構(gòu)里有某些結(jié)構(gòu)體成員，則結(jié)構(gòu)體成員要從其內(nèi)部最大元素大小的整數(shù)倍地址開(kāi)始存儲(chǔ)。(如：struct a?存有struct b，b?有char、int 、double等元素，那b應(yīng)該從8的整數(shù)倍開(kāi)始存儲(chǔ))
• 收尾工作：結(jié)構(gòu)體的總大小，也就是 sizeof 的結(jié)果，必須是其 內(nèi)部最大成員的整數(shù)倍 ，不足的要補(bǔ)?。

簡(jiǎn)而言之：

• 前面的地址必須是后面的地址正數(shù)倍，不是就補(bǔ)齊；
• 結(jié)構(gòu)體里面的嵌套結(jié)構(gòu)體大小要以該嵌套結(jié)構(gòu)體最大元素大小的整數(shù)倍；
• 整個(gè) Struct 的地址必須是最大字節(jié)的整數(shù)倍。

注意：

• 在字節(jié)對(duì)齊算法中，對(duì)齊的主要是對(duì)象，而對(duì)象的本質(zhì)則是一個(gè) struct objc_object 的結(jié)構(gòu)體；
• 結(jié)構(gòu)體在內(nèi)存中是 連續(xù)存放 的，所以可以利用這點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行強(qiáng)轉(zhuǎn)；
• 蘋(píng)果早期是8字節(jié)對(duì)齊，現(xiàn)在是 16字節(jié)對(duì)齊 。

二、對(duì)象申請(qǐng)內(nèi)存和系統(tǒng)開(kāi)辟內(nèi)存

在Xocde中打印以下兩個(gè)函數(shù)：

Boy *boy = [Boy alloc];NSLog(@"%lu - %lu - %lu", sizeof(boy), class_getInstanceSize([Boy class]), malloc_size((__bridge const void *)(boy)));

• 可以發(fā)現(xiàn)對(duì)象自己申請(qǐng)的內(nèi)存大小與系統(tǒng)實(shí)際給開(kāi)辟的大小時(shí)不一樣的，這里對(duì)象申請(qǐng)的內(nèi)存大小是 40 個(gè)字節(jié)，而系統(tǒng)開(kāi)辟的是 48 個(gè)字節(jié)。
• 40 個(gè)字節(jié)不難理解，是因?yàn)楫?dāng)前對(duì)象有 4 個(gè)屬性，有三個(gè)屬性為 8 個(gè)字節(jié)，有一個(gè)屬性為 4個(gè)字節(jié)，再加上 isa 的 8 個(gè)字節(jié)，就是 32 + 4 = 36 個(gè)字節(jié)，然后根據(jù)內(nèi)存對(duì)齊原則，36 不能被 8 整除，36 往后移動(dòng)剛好到了 40 就是 8 的倍數(shù)，所以?xún)?nèi)存大小為 40。
• class_getInstanceSize 和 malloc_size 對(duì)同一個(gè)對(duì)象返回的結(jié)果不一樣的，原因是 malloc_size 是直接返回的 calloc 之后的指針的大小。

size_t instanceSize(size_t extraBytes) {size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;// CF requires all objects be at least 16 bytes.if (size < 16) size = 16;return size; }

• 通過(guò)instanceSize計(jì)算的內(nèi)存大小，向內(nèi)存中申請(qǐng)大小為 size 的內(nèi)存，并賦值給 obj ，因此 obj 是指向內(nèi)存地址的指針；在未執(zhí)行 calloc 時(shí)，po obj 為 nil，執(zhí)行后，再 po obj ，返回一個(gè)16進(jìn)制的地址。

obj = (id)calloc(1, size);

• 而 class_getInstanceSize 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是：也就是說(shuō) class_getInstanceSize 會(huì)輸出 8 個(gè)字節(jié)，malloc_size 會(huì)輸出 16 個(gè)字節(jié)，當(dāng)然前提是該對(duì)象沒(méi)有任何屬性。

size_t class_getInstanceSize(Class cls) {if (!cls) return 0;return cls->alignedInstanceSize(); }

三、不同數(shù)據(jù)類(lèi)型占據(jù)的內(nèi)存大小（字節(jié)）

COC32位64位

bool	BOOL(64位)	1	1
signed char	(_signed char)int8_t、BOOL(32位)	1	1
unsigned char	Boolean	1	1
short	int16_t	2	2
unsigned short	unichar	2	2
int、int32_t	NSInteger(32位)、boolean_t(32位)	4	4
unsigned int	NSUInteger(32位)、boolean_t(64位)	4	4
long	NSInteger(64位)	4	8
unsigned long	NSUInteger(64位)	4	8
long long	int64_t	8	8
float	CGFloat(32位)	4	4
double	CGFloat(64位)	8	8

alloc、init與new的底層原理

一、實(shí)例初始化

運(yùn)用Objective-C語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)的時(shí)候，我們都知道可以通過(guò) [XXX alloc]、[[XXX alloc] init]、[XXX new]的形式進(jìn)行對(duì)象實(shí)例的創(chuàng)建，那么不禁會(huì)疑惑alloc、init、new它們各自都做了什么呢？同樣的都是進(jìn)行實(shí)例創(chuàng)建，它們之間有什么內(nèi)在的關(guān)聯(lián)呢？它們之間又有著什么樣的區(qū)別呢？

• 我們不妨先出使用alloc、init、new分別初始化對(duì)象，具體實(shí)現(xiàn)和并打印對(duì)象結(jié)果、指針地址、內(nèi)存地址如下：

Boy *boy1 = [Boy alloc];Boy *boy2 = [boy1 init];Boy *boy3 = [[Boy alloc] init];Boy *boy4 = [Boy new];NSLog(@"%@ %p %p",boy1, boy1, &boy1);NSLog(@"%@ %p %p",boy2, boy2, &boy2);NSLog(@"%@ %p %p",boy3, boy3, &boy3);NSLog(@"%@ %p %p",boy4, boy4, &boy4); 打印結(jié)果 2020-09-02 00:32:43.295969+0800 iOS之a(chǎn)lloc與init[1284:37780] <Boy: 0x6000008c03d0> 0x6000008c03d0 0x7ffee75284d8 2020-09-02 00:32:43.296121+0800 iOS之a(chǎn)lloc與init[1284:37780] <Boy: 0x6000008c03d0> 0x6000008c03d0 0x7ffee75284d0 2020-09-02 00:32:43.296282+0800 iOS之a(chǎn)lloc與init[1284:37780] <Boy: 0x6000008c03a0> 0x6000008c03a0 0x7ffee75284c8 2020-09-02 00:32:43.296370+0800 iOS之a(chǎn)lloc與init[1284:37780] <Boy: 0x6000008c03c0> 0x6000008c03c0 0x7ffee75284c0

• 通過(guò)以上可以看出：boy1與boy2是同一個(gè)對(duì)象，而與boy3、boy4則是不同的對(duì)象。雖然boy1與boy2是同一個(gè)對(duì)象，并且指針地址相同，指向的是同一個(gè)內(nèi)存空間，但是它們的內(nèi)存地址卻又不一樣，那么alloc、init、new到底做了什么呢？其實(shí)，當(dāng)alloc執(zhí)行返回的時(shí)候，x0寄存器就會(huì)存儲(chǔ)一個(gè)指針，指向申請(qǐng)的內(nèi)存空間，并且可以看到內(nèi)存地址相差8個(gè)字節(jié)。

二、如何查找alloc實(shí)現(xiàn)？

• 在alloc初始化的地方，打上斷點(diǎn)，如下：

• 運(yùn)行代碼，執(zhí)行到斷點(diǎn)地方，然后按住 control鍵，即出現(xiàn)以下調(diào)試斷點(diǎn)：
  
• 按住control，然后點(diǎn)擊第四個(gè)圖標(biāo)調(diào)試，就可以進(jìn)入到 objc_alloc 中；
• symbolic Beakpoint 添加符號(hào)斷點(diǎn) objc_alloc 可以發(fā)現(xiàn)在 libobjc.A.dylib ；

• 也可以先把斷點(diǎn)打在alloc的地方，運(yùn)行，斷點(diǎn)斷住之后再下一個(gè)alloc的符號(hào)斷點(diǎn)，會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多的類(lèi)實(shí)現(xiàn)了alloc方法，先不用管直接過(guò)掉斷點(diǎn)，就會(huì)進(jìn)入?yún)R編的代碼之中；

• 可以通過(guò) Xcode -> Debug 進(jìn)入?yún)R編分析：

X0 X1..其中x0-x7八個(gè)寄存器是用來(lái)保存參數(shù)的objc_msgSend會(huì)有兩個(gè)默認(rèn)參數(shù)，這也就意味著x0保存的是self,也就是isa指針，x1保存的是_cmdregister read x0 (register指令能夠獲取和修改各個(gè)寄存器的信息。)po 0x4567899. “po”命令是“print object”（打印對(duì)象）的簡(jiǎn)寫(xiě)

三、底層實(shí)現(xiàn)源碼分析

既然是深入底層，那么肯定需要知道底層代碼是做了什么事情，蘋(píng)果是開(kāi)源了這部分的代碼，可以在Source Browser下載。下載下來(lái)的源碼直接編譯是通不過(guò)的，需要自己修改下配置，具體請(qǐng)參考o(jì)bjc_debug。

① alloc

• 進(jìn)入到 alloc 的源碼里面，我們發(fā)現(xiàn) alloc 調(diào)用了 _objc_rootAlloc 方法，而_objc_rootAlloc調(diào)用了 callAlloc 方法。

+ (id)alloc {return _objc_rootAlloc(self); }id _objc_rootAlloc(Class cls) {return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/); }static ALWAYS_INLINE id callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false) { #if __OBJC2__ // checkNil 為false，!cls 也為false ，所以slowpath 為 false，假值判斷不會(huì)走到if里面，即不會(huì)返回nilif (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;// 判斷一個(gè)類(lèi)是否有自定義的 +allocWithZone 實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有則走到if里面的實(shí)現(xiàn)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)); }

• 在callAlloc方法里面可以看到if的判斷條件，那么 fastpath(!cls->ISA()->hasCustomAWZ()) 都做了什么呢？fastpath又是什么呢？fastpath的定義如下：

#define fastpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 1))#define slowpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 0))

• 要搞清楚fastpath是什么，就要知道 __builtin_expect 是什么。其實(shí)，這個(gè)指令是 gcc 引入的，作用是允許程序員將最有可能執(zhí)行的分支告訴編譯器。這個(gè)指令的寫(xiě)法為： __builtin_expect(EXP, N) 。
  • 目的：編譯器可以對(duì)代碼進(jìn)行優(yōu)化，以 減少指令跳轉(zhuǎn)帶來(lái)的性能下降 ，即性能優(yōu)化；
  • 作用：允許程序員 將最有可能執(zhí)行的分支告訴編譯器 ；
  • 指令的寫(xiě)法為： __builtin_expect(EXP, N) ，表示 EXP==N的概率很大；
  • fastpath定義中__builtin_expect((x),1)表示 x 的值為真的可能性更大；即執(zhí)行 if 里面語(yǔ)句的機(jī)會(huì)更大；
  • slowpath定義中的 __builtin_expect((x),0) 表示 x 的值為假的可能性更大，即執(zhí)行 else 里面語(yǔ)句的機(jī)會(huì)更大；
• !cls->ISA()->hasCustomAWZ() 做了什么呢？很明顯是調(diào)用了 hasCustomAWZ 這樣一個(gè)方法：

bool hasDefaultAWZ( ) {return data()->flags & RW_HAS_DEFAULT_AWZ;}#define RW_HAS_DEFAULT_AWZ (1<<16)

• RW_HAS_DEFAULT_AWZ 這個(gè)是用來(lái)標(biāo)示當(dāng)前的 class 或者是 superclass 是否有默認(rèn)的 alloc/allocWithZone: 。值得注意的是，這個(gè)值會(huì)存儲(chǔ)在 metaclass 中。
• hasDefaultAWZ( ) 方法是用來(lái)判斷當(dāng)前 class 是否有 重寫(xiě)allocWithZone 。如果 cls->ISA()->hasCustomAWZ() 返回YES，意味著當(dāng)前的class有重寫(xiě) allocWithZone方法 ，那么就直接對(duì)class進(jìn)行 allocWithZone，申請(qǐng)內(nèi)存空間 。

if (allocWithZone) return [cls allocWithZone:nil];+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone {return _objc_rootAllocWithZone(self, (malloc_zone_t *)zone); }

• allocWithZone 內(nèi)部調(diào)用了 _objc_rootAllocWithZone 方法，接下來(lái)分析下_objc_rootAllocWithZone方法

id _objc_rootAllocWithZone(Class cls, malloc_zone_t *zone) {id obj;#if __OBJC2__// allocWithZone under __OBJC2__ ignores the zone parameter(void)zone;obj = class_createInstance(cls, 0);//創(chuàng)建對(duì)象 #elseif (!zone) {obj = class_createInstance(cls, 0);}else {obj = class_createInstanceFromZone(cls, 0, zone);} #endifif (slowpath(!obj)) obj = callBadAllocHandler(cls);return obj; }

• 不難發(fā)現(xiàn)直接調(diào)用了 class_createInstance 方法來(lái)創(chuàng)建對(duì)象，而 _class_createInstanceFromZone 是 alloc 源碼的核心操作，實(shí)現(xiàn)主要分為三部分：
  • cls->instanceSize ：計(jì)算需要開(kāi)辟的內(nèi)存空間大小
  • calloc ：申請(qǐng)內(nèi)存，返回地址指針；
  • obj->initInstanceIsa ：將 類(lèi) 與 isa 關(guān)聯(lián)。

id class_createInstance(Class cls, size_t extraBytes) {return _class_createInstanceFromZone(cls, extraBytes, nil); }tatic __attribute__((always_inline)) id _class_createInstanceFromZone(Class cls, size_t extraBytes, void *zone, bool cxxConstruct = true, size_t *outAllocatedSize = nil) {if (!cls) return nil;assert(cls->isRealized());// Read class's info bits all at once for performance//讀取class的信息bool hasCxxCtor = cls->hasCxxCtor();bool hasCxxDtor = cls->hasCxxDtor();bool fast = cls->canAllocNonpointer();size_t size = cls->instanceSize(extraBytes);if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size;id obj;if (!zone && fast) {obj = (id)calloc(1, size);if (!obj) return nil;obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);} else {if (zone) {obj = (id)malloc_zone_calloc ((malloc_zone_t *)zone, 1, size);} else {obj = (id)calloc(1, size);}if (!obj) return nil;// Use raw pointer isa on the assumption that they might be // doing something weird with the zone or RR.obj->initIsa(cls);}if (cxxConstruct && hasCxxCtor) {obj = _objc_constructOrFree(obj, cls);}return obj; }

• 創(chuàng)建對(duì)象就要為對(duì)象開(kāi)辟內(nèi)存空間，這里會(huì)不會(huì)就是為對(duì)象開(kāi)辟了空間呢？我們發(fā)現(xiàn)方法里面調(diào)用了 instanceSize方法 ，這個(gè)是不是就是開(kāi)辟內(nèi)存空間的方法呢？

size_t instanceSize(size_t extraBytes) const {// 編譯器快速計(jì)算內(nèi)存大小if (fastpath(cache.hasFastInstanceSize(extraBytes))) {return cache.fastInstanceSize(extraBytes);}// 計(jì)算類(lèi)中所有屬性的大小 + 額外的字節(jié)數(shù)0size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;// CF requires all objects be at least 16 bytes.// 如果size 小于 16，最小取16if (size < 16) size = 16;return size; }uint32_t alignedInstanceSize() {return word_align(unalignedInstanceSize()); }// May be unaligned depending on class's ivars. // 讀取當(dāng)前的類(lèi)的屬性數(shù)據(jù)大小 uint32_t unalignedInstanceSize() {assert(isRealized());return data()->ro->instanceSize; } // 進(jìn)行內(nèi)存對(duì)齊 // WORD_MASK == 7 static inline uint32_t word_align(uint32_t x) {return (x + WORD_MASK) & ~WORD_MASK; }

• 不難看出，instanceSize方法計(jì)算出了對(duì)象所需內(nèi)存的大小，而且必須是大于或等于16字節(jié)，然后調(diào)用calloc函數(shù)為對(duì)象分配內(nèi)存空間。通過(guò) obj = (id)calloc(1, size) 創(chuàng)建 obj 對(duì)象傳遞了一個(gè) size ，就是 obj 的內(nèi)存大小對(duì)，對(duì)于alloc申請(qǐng)內(nèi)存，任何集成 NSObject 對(duì)象創(chuàng)建之后默認(rèn)的內(nèi)存大小為16個(gè)字節(jié)；
• 那 initInstanceIsa 方法又是干什么的呢？其實(shí)這個(gè)方法就是初始化isa指針。
• 上面我們分析了 hasDefaultAWZ( ) 方法返回Yes的情況，那如果hasDefaultAWZ( )方法返回NO呢？以下是 hasDefaultAWZ( ) 返回 NO 的情況，有去判斷當(dāng)前的class是否支持快速alloc。如果可以，直接調(diào)用calloc函數(shù)，并且申請(qǐng)一塊 bits.fastInstanceSize() 大小的內(nèi)存空間，然后初始化isa指針，否則直接調(diào)用class_createInstance方法。

if (fastpath(cls->canAllocFast())) {// No ctors, raw isa, etc. Go straight to the metal.bool dtor = cls->hasCxxDtor();id obj = (id)calloc(1, cls->bits.fastInstanceSize());if (slowpath(!obj)) return callBadAllocHandler(cls);obj->initInstanceIsa(cls, dtor);return obj;}else {// Has ctor or raw isa or something. Use the slower path.id obj = class_createInstance(cls, 0);if (slowpath(!obj)) return callBadAllocHandler(cls);return obj;}

• fastInstanceSize 會(huì)執(zhí)行到align16

size_t fastInstanceSize(size_t extra) const {ASSERT(hasFastInstanceSize(extra));//Gcc的內(nèi)建函數(shù) __builtin_constant_p 用于判斷一個(gè)值是否為編譯時(shí)常數(shù)，如果參數(shù)EXP 的值是常數(shù)，函數(shù)返回 1，否則返回 0if (__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//刪除由setFastInstanceSize添加的FAST_CACHE_ALLOC_DELTA16 8個(gè)字節(jié)return align16(size + extra - FAST_CACHE_ALLOC_DELTA16);} }

• 然后 align16 是16字節(jié)對(duì)齊算法：

// 16字節(jié)對(duì)齊算法 static inline size_t align16(size_t x) {return (x + size_t(15)) & ~size_t(15); }

• 總結(jié)：alloc為我們創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象并且申請(qǐng)了一塊不少于16字節(jié)的內(nèi)存空間，并初始化isa指針。

② init

既然 alloc 創(chuàng)建了對(duì)象，那還要 init 干嘛呢？init 又做了什么呢？

• init 源碼如下：

- (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; }

• 不難看出，init并沒(méi)有做什么，只是把當(dāng)前的對(duì)象返回了。既然什么都沒(méi)做那我們還需要調(diào)用 init 嗎？答案是肯定的，其實(shí) init 就是一個(gè)工廠(chǎng)模式，方便開(kāi)發(fā)者自行重寫(xiě)定義，即交給子類(lèi)可以自定義去重寫(xiě)。

③ new

• new底層源碼

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

• new調(diào)用的是callAlloc方法和init，那么可以理解為new實(shí)際上就是alloc+init的綜合體。

總結(jié)

• alloc 創(chuàng)建了對(duì)象并且申請(qǐng)了一塊不少于 16 字節(jié)的內(nèi)存空間，并初始化了 isa 指針；
• 相比于 alloc 來(lái)說(shuō)， init 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)十分簡(jiǎn)單，先來(lái)到的是 _objc_rootInit ，然后就直接返回 obj 了。其實(shí)這里是一種抽象工廠(chǎng)設(shè)計(jì)模式的體現(xiàn)，對(duì)于 NSObject 自帶的 init 方法來(lái)說(shuō)，其實(shí)啥也沒(méi)干，但是如果你繼承于 NSObject 的話(huà)，然后就可以去重寫(xiě) initWithXXX 之類(lèi)的初始化方法來(lái)做一些初始化操作；
• new 其實(shí)是 alloc+init 的一個(gè)綜合使用。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的iOS之深入解析alloc、init与new的底层原理的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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