探索底層的準備工作
你需要一份可編輯的objc4-781源碼，傳送地址:objc4-781源碼 或者Cooci-objc4_debug
當然你也可以自己弄一份，參考文章 objc4-781 源碼編譯 & 調試
alloc的底層調用
1. alloc 會調用_objc_rootAlloc
+ (id)alloc {
return _objc_rootAlloc(self);
}
2._objc_rootAlloc會調用callAlloc(cls, false, true);
id _objc_rootAlloc(Class cls)
{
return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}
3.預編譯階段，fastpath() 告訴編譯器大概率會執行下面的過程，即:_objc_rootAllocWithZone(cls, nil)
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));
}
4.接下來執行_class_createInstanceFromZone(cls, 0, nil,OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC)
id _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);
}
5._class_createInstanceFromZone這里是具體干的事情
1.需要開辟多少空間
size = cls->instanceSize(extraBytes);
2.申請內存空間obj = (id)calloc(1, size)
3.創建isa指針并與自身關聯obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);
4.返回指向該段內存地址的指針if (fastpath(!hasCxxCtor)) {return obj;}
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;
// 1:要開辟多少內存
size = cls->instanceSize(extraBytes);
if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size;
id obj;
if (zone) {
obj = (id)malloc_zone_calloc((malloc_zone_t *)zone, 1, size);
} else {
// 2;怎么去申請內存
obj = (id)calloc(1, size);
}
if (slowpath(!obj)) {
if (construct_flags & OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC) {
return _objc_callBadAllocHandler(cls);
}
return nil;
}
// 3: 將這段內存空間與isa關聯
if (!zone && fast) {
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);
}
// 4: 返回指向該段內存地址的指針
if (fastpath(!hasCxxCtor)) {
return obj;
}
construct_flags |= OBJECT_CONSTRUCT_FREE_ONFAILURE;
return object_cxxConstructFromClass(obj, cls, construct_flags);
}
alloc流程圖
init底層調用
返回
self
+ (id)init {
return (id)self;
}
new的底層調用
1.
[callAlloc(self, false) init]其實就是[[XXX alloc]init]
2. 但是一般開發中并不建議使用new，主要是因為有時會重寫init方法做一些自定義的操作，用new初始化無法走到重寫init的自定義的部分，因為new是直接調用底層的C函數去實現的。
+ (id)new {
return [callAlloc(self, false/*checkNil*/) init];
}
面試題
1.分析以下代打印的結果
LGPerson *p1 = [LGPerson alloc];
LGPerson *p2 = [p1 init];
LGPerson *p3 = [p1 init];
LGNSLog(@"%@ - %p - %p",p1,p1,&p1);
NSLog(@"%@ - %p - %p",p2,p2,&p2);
NSLog(@"%@ - %p - %p",p3,p3,&p3);
打印的結果:
分析:
1.首先p1=p2=p3 ，是同一個對象，占據同一段內存空間,所依打印出來的地址相同
2. &p1 &p2 &p3 但是指向同一段內存空間的指針是不同的，所以 &p1 &p2 &p3不同
2.一個OC對象，至少占用多少內存空間？
回答這個問題，我們需要回到alloc的流程，看看cls->instanceSize(extraBytes)具體算法實現。
size_t instanceSize(size_t extraBytes) const {
if (fastpath(cache.hasFastInstanceSize(extraBytes))) {
return cache.fastInstanceSize(extraBytes);
}
size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;
// CF requires all objects be at least 16 bytes.
if (size < 16) size = 16;
return size;
}
size_t fastInstanceSize(size_t extra) const
{
ASSERT(hasFastInstanceSize(extra));
if (__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
return align16(size + extra - FAST_CACHE_ALLOC_DELTA16);
}
}
static inline size_t align16(size_t x) {
return (x + size_t(15)) & ~size_t(15);
}
1.最終追溯到
align16(size_t x),16位對齊，我們把x=8代入，return 16
2.所以一個OC對象至少占用16byte的內存空間。
為什么需要16字節對齊?
1. 通常內存是由一個個字節組成的，cpu在存取數據時，并不是以字節為單位存儲，而是以塊為單位存取，塊的大小為內存存取力度。頻繁存取字節未對齊的數據，會極大降低cpu的性能，所以可以通過減少存取次數來降低cpu的開銷
2.由于在一個對象中，第一個屬性isa占8字節，當然一個對象肯定還有其他屬性，當無屬性時，會預留8字節，即16字節對齊，如果不預留，相當于這個對象的isa和其他對象的isa緊挨著，容易造成訪問混亂
3.可以加快CPU讀取速度，同時使訪問更安全，不會產生訪問混亂的情況。
驗證：
#import <objc/runtime.h>
#import <malloc/malloc.h>
// 獲取實際分配內存大小，最終分配的大小，16 字節
NSObject *obj = [[NSObject alloc]init];
LGPerson *p4 = [[LGPerson alloc]init];
NSString *name = @"guanhua";
size_t mSize = malloc_size((__bridge const void *)obj);
LGNSLog(@"mSize malloc Size:%zd",mSize);
size_t p4Size = malloc_size((__bridge const void *)p4);
LGNSLog(@"p4Size malloc Size:%zd",p4Size);
打印結果:
