窥探
通过下符号断点的方式来跟踪 [NSObject alloc]
//下了两个符号断点
1、objc_alloc
2、+[NSObject alloc]
//结果是 1 2
经过编译器一顿操作，似乎结合和预想不是完全吻合
在使用+[NSObject alloc]的时候实际上调用的是libonjc.A.dylib objc_alloc，并不是预想的libonjc.A.dylib objc_msgSend,这里看一llvm的源码，对alloc做了处理（第一次调用objc_alloc,第二次调用+alloc）
梳理
1. 从objc_alloc开始
// Calls [cls alloc].
id
objc_alloc(Class cls)
{
return callAlloc(cls, true/*checkNil*/, false/*allocWithZone*/);
}
- 这里就做一件事情设置两个参数
checkNil = true、allocWithZone = false - 初次调用
callAlloc需要检查nil,而且不使用zone
2. callAlloc
static id callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false)
{
if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;
#if __OBJC2__
//是否实现 allocWithZone
if (fastpath(!cls->ISA()->hasCustomAWZ())) {
//未实现allocWithZone
// canAllocFast直接返回了false，直接看else
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 {
// 核心 创建实例
id obj = class_createInstance(cls, 0);
if (slowpath(!obj)) return callBadAllocHandler(cls);
return obj;
}
}
#endif
// No shortcuts available.
if (allocWithZone) return [cls allocWithZone:nil];
//+alloc 终于轮到你了
return [cls alloc];
}
-
hasCustomAWZ()是检查是否实现了+allocWithZone - 没有实现
+allocWithZone就通过class_createInstance(cls, 0)来创建实例 - 实现了
+allocWithZone，但还需要allocWithZone == true才会调用，首次调用一定不会触发在objc_alloc中传了false -
return [cls alloc];最后这段代码才是主流程
3. class_createInstance
class_createInstance(Class cls, size_t extraBytes)
{
//调用了 私有方法 _class_createInstanceFromZone
return _class_createInstanceFromZone(cls, extraBytes, nil);
}
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
bool hasCxxCtor = cls->hasCxxCtor(); //有c++构造函数
bool hasCxxDtor = cls->hasCxxDtor(); //有c++析构函数
bool fast = cls->canAllocNonpointer(); //快速创建，是否允许非纯指针，也就是isa的优化
//计算实例大小
size_t size = cls->instanceSize(extraBytes);
if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size;
id obj;
if (!zone && fast) {
//不使用zone并且支持isa优化的对象分配空间
obj = (id)calloc(1, size);
if (!obj) return nil;
//对象实例初始化isa
obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);
}
else {
if (zone) {
//使用zone 分配空间
obj = (id)malloc_zone_calloc ((malloc_zone_t *)zone, 1, size);
} else {
//不使用 zone分配空间
obj = (id)calloc(1, size);
}
if (!obj) return nil;
//纯指针的初始化
obj->initIsa(cls);
}
if (cxxConstruct && hasCxxCtor) {
obj = _objc_constructOrFree(obj, cls);
}
return obj;
}
3. instanceSize
//拿到类对象的 ro 对象的原始大小
uint32_t unalignedInstanceSize() {
assert(isRealized());
return data()->ro->instanceSize;
}
/*
字节对齐: 为了让CPU 寻址更简单快速，用空间换时间
*/
uint32_t alignedInstanceSize() {
return word_align(unalignedInstanceSize());
}
//计算对象大小
size_t instanceSize(size_t extraBytes) {
size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;
// CF requires all objects be at least 16 bytes.
//最小 16个字节
if (size < 16) size = 16;
return size;
}
关于字节对齐的内容
4. InitIsa
inline void
objc_object::initIsa(Class cls)
{
//纯指针的初始化 isa 方法
initIsa(cls, false, false);
}
inline void
objc_object::initInstanceIsa(Class cls, bool hasCxxDtor)
{
//非纯指针的初始化 isa 方法
initIsa(cls, true, hasCxxDtor);
}
/*
初始化Isa
参数：
cls 类对象
nonpointer 是否是非指针，就是经过优化的isa
hasCxxDtor 是否存在c++析构
*/
inline void
objc_object::initIsa(Class cls, bool nonpointer, bool hasCxxDtor)
{
assert(!isTaggedPointer());
//
if (!nonpointer) {
isa.cls = cls;
} else {
isa_t newisa(0);
newisa.bits = ISA_MAGIC_VALUE;
// isa.magic is part of ISA_MAGIC_VALUE
// isa.nonpointer is part of ISA_MAGIC_VALUE
newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor;
newisa.shiftcls = (uintptr_t)cls >> 3;
isa = newisa;
}
}
5. +alloc
+ (id)alloc {
return _objc_rootAlloc(self);
}
id
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}
- 未实现
+allocWithZone将会调用+ alloc，然后再次调用callAlloc，这次参数不一样了不需要检查是否为空，使用zone
总结
- 控制调用
callAlloc参数来控制执行路径，从而实现不同情况下创建对象 - 对纯指针和非纯指针的初始化
- 内存直接对齐
附上alloc分析图
alloc.jpg
