iOS 底层探究一：alloc

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在咱们平常开发过程当中，对象初始化应该是咱们每一个人常常遇到的，可是对象初始化过程当中具体作了哪些事情，也许不少人不明因此，因此咱们来探究一下对象初始化的过程。

首先，咱们经过一个案例看一下

咱们建立了一个 LGPerson对象，对 p1 作 alloc 操做，对 p2、p3分别作 init 操做，而后分别打印 p1、p2、p3及它们的地址与指针的地址，而后咱们能够看到p1、p2、p3的地址都同样，可是他们的指针地址却不同。能够得出结论：

1.LGPerson 类在执行完 alloc方法以后就开辟了内存空间，有了指针的指向。 2.p2、p3与p1指向的内存相同，说明 init 方法没有对指针作操做。 3.在执行完init方法后咱们经过对p1、p2、p3指针取地址打印，能够看到指针地址并不相同，且是以8个字节的间隔连续存储在栈空间。

如今咱们想点进去看看 alloc 跟 init 方法的具体实现，咱们能够看到都是只有声明没有实现。这里咱们对  alloc 方法打断点，经过 Debug Workflow 生成汇编代码能够看到，这里调用的是 objc_alloc 方法。

allco 方法源码调用流程

咱们知道底层调用的是objc_alloc方法，咱们下载objc的开源库来看下具体的实现。

1. [LGPerson alloc]

首先第一步在起始位置打上断点。

2. [NSObject alloc] 第二步咱们看到来到了NSObject类的alloc方法，因为全部类都是继承于NSObject类。

3. objc_alloc

这一步咱们会遇到一些问题，由于第二步命名调用的是 _objc_rootAlloc 放到，可是这里却来到了 objc_alloc 方法里面。那么为何会走到这里了呢？咱们在以下代码中能够找到答案。

4. callAlloc

这里能够看到在 1931 行有个判断，第一次调用的时候并无走到 1932 行，而是在 1940 行对 cls 也就是 LGPerson 类发送了 alloc 方法。

5. _objc_rootAlloc

这里就会先进入 alloc 方法，而后调用 _objc_rootAlloc 方法。

6. _objc_rootAllocWithZone

如今就再次进入了 callAlloc 方法，这也是 callAlloc 方法调用两次的缘由。此次会走到 1932 行，调用 _objc_rootAllocWithZone 方法。

7. _class_createInstanceFromZone

在 _objc_rootAllocWithZone 方法以后会进入到  _class_createInstanceFromZone 方法，在这个方法里面咱们着重关注几个地方，在 7977 行这个会计算出 LGPerson 类相应的内存大小；7984 行会在堆区开辟出 size 大小的内存空间；7994 会绑定 isa 与 LGPerson 类相关联， 并赋值了 hasCxxDtor c++ 相关的方法与函数；8002 行返回 obj 对象。

那么问题来了，是如何知道该开辟多大的内存空间呢？具体咱们来看一下 instanceSize 方法。

**

inline size_t instanceSize(size_t extraBytes) const {
        // 若是有缓存会返回缓存的 size 大小
        if (fastpath(cache.hasFastInstanceSize(extraBytes))) {
            return cache.fastInstanceSize(extraBytes);
        }
        
        // 若是没有缓存，会经过 alignedInstanceSize() + extraBytes 这一步来计算 size 大小
        size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;
        // CF requires all objects be at least 16 bytes.
        if (size < 16) size = 16;
        return size;
    }
复制代码

经过 instanceSize 方法咱们能够看到，若是有缓存会返回缓存的 size 大小， 若是没有就会经过 alignedInstanceSize() + extraBytes 这一步来计算 size 大小。开辟空间的大小与类的成员变量有关。继承于 NSObject 的类都会有一个 isa 成员变量。若是当前类没有其余成员变量，返回的 size 大小就是 isa 的大小8 字节。可是由于 8 本身小于 16 字节，根据字节对齐原则，最后返回的是 16 字节。

**

@interface NSObject <NSObject> {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wobjc-interface-ivars"
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#pragma clang diagnostic pop
}

/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;

/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
复制代码

经过代码也能够看到，isa 是 Class 类型，objc_class 是一个结构体类型。isa 是结构体指针类型，因此是 8 个字节。objc_class 继承与最原始的类型 objc_object。

最后咱们经过打印能够看到对象内存的首字节就 isa 及当前对象的内存状况。

allco 方法调用流程图

能够看到依次走入顺序

objc_alloc → callAlloc → objc_msgSend → alloc → _objc_rootAlloc → callAlloc→ _objc_rootAllocWithZone