iOS底层探究-浅谈alloc,init,new

iOS中alloc与init的作用

代码演示

如代码所示：

Person *p1 = [Person alloc];
Person *p2 = [p1 init];
Person *p3 = [p1 init];
NSLog(@"�%@ - %p",p1,&p1);
NSLog(@"�%@ - %p",p1,&p2);
NSLog(@"�%@ - %p",p1,&p3);

猜测：
三次打印,p1的值是否相同？&p1,&p2,&p3是否相同？

来看下打印结果：

�<Person: 0x280ebc0e0> - 0x16d965c48
�<Person: 0x280ebc0e0> - 0x16d965c40
�<Person: 0x280ebc0e0> - 0x16d965c38

我们再使用内存查看指令看下三个指针里面存放了什么数据：

(lldb) x/2xg 0x16d965c48
0x16d965c48: 0x0000000280ebc0e0 0x0000000102b07c70
(lldb) x/2xg 0x16d965c40
0x16d965c40: 0x0000000280ebc0e0 0x0000000280ebc0e0
(lldb) x/2xg 0x16d965c38
0x16d965c38: 0x0000000280ebc0e0 0x0000000280ebc0e0

结论：显而易见，p1,p2,p3 三个指针中存放的都是Person对象的内存地址，也就是说三个指针都指向了Person对象。

那么apple底层alloc和init究竟是怎样处理的，一个类的创建需要经历那些流程呢？

一：alloc的实现流程

如下图所示：

alloc 流程示意

**由流程图可以看出，alloc方法内部主要是为对象申请开辟内存空间 **

留意下_class_createInstanceFromZone 调用的这个函数:

 size_t size = cls->instanceSize(extraBytes);

内部实现

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;
    }
uint32_t unalignedInstanceSize() {
        assert(isRealized());
        return data()->ro->instanceSize;
    }
uint32_t alignedInstanceSize() {
        return word_align(unalignedInstanceSize());
    }

其中 word_align() 这个函数的实现比较有意思：

static inline uint32_t word_align(uint32_t x) {
    return (x + WORD_MASK) & ~WORD_MASK;
}

这个实现具体是什么意思呢?
WORD_MASK 是个宏定义等于7 x想当于初始化变量所占空间，两者相加的结果再 & ~ WORD_MASK 也就是相加的值再抹去二进制的最后三位（0 ~ 7的范围）保证最后得到的结果是8字节对齐，不足8字节也会分配8字节的空间。

结论：
由于父类NSObject 存在一个isa成员变量，所以开辟的时候父类isa指针的内存空间也被分配并初始化出来了,指针占8个字节，小于size = 16 ,最终分配的size 为 16。

注：为什么 size < 16 的时候也要分配16个字节的内存呢？
虽然一个对象的分配是以8字节对齐，而系统分配内存大小是以16字节对齐的，一个类对象最少占16个字节，是为了让编译器容易读取地址（空间换时间，内存距离比较规则），且防止野指针。

二：init的实现源码

- (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方法的实现则比较简单，直接返回的alloc对象self本身，这个方法主要为了开发人员能够在工厂设计开发的时候容易扩展（也是本文开始两次init返回同一结果的原因）

三：new的实现

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

通过源码中我们发现，[className new]基本等同于[[className alloc] init]，其中区别在于以下两点：

1：alloc分配内存的时候使用了zone，而new没有使用。

zone这个方式是给对象分配内存的时候，把关联的对象分配到一个相邻的内存区域内，以便于调用时消耗很少的代价，提升了程序处理速度；

2：如果使用new的话，初始化方法被固定死只能调用init，不方便自己去扩展定制。

第一次写，欢迎大牛提出意见，一起交流和进步，谢谢~

最后编辑于：2020.02.03 16:15:56