在源碼分析前，我們先來看看如下的代碼：

    LGPerson *p1 = [LGPerson alloc];
    LGPerson *p2 = [p1 init];
    LGPerson *p3 = [p1 init];
    LGNSLog(@"對象內容：%@ - 內存地址：%p - 指針地址：%p",p1,p1,&p1);
    LGNSLog(@"對象內容：%@ - 內存地址：%p - 指針地址：%p",p2,p2,&p2);
    LGNSLog(@"對象內容：%@ - 內存地址：%p - 指針地址：%p",p3,p3,&p3);

運行輸出：

對象內容：<LGPerson: 0x6000038b0260> - 內存地址：0x6000038b0260 - 指針地址：0x7ffee4ddb058
對象內容：<LGPerson: 0x6000038b0260> - 內存地址：0x6000038b0260 - 指針地址：0x7ffee4ddb050
對象內容：<LGPerson: 0x6000038b0260> - 內存地址：0x6000038b0260 - 指針地址：0x7ffee4ddb048

通過上面的運行結果可以得出結論：
3個對象指向同一個內存空間，所以內容和內存地址是相同的，但是對象的指針地址是不同的。

那么我們就要思考了，在初始化過程中，alloc做了什么？init做了什么？

• 下載源碼，編譯源碼，可參考http://www.lxweimin.com/p/e74299043f23

alloc源碼探索

• 【第一步】首先根據main函數中的LGPerson類的alloc方法進入alloc方法的源碼實現（即源碼分析開始）

+ (id)alloc {
    return _objc_rootAlloc(self);
}

• 【第二步】跳轉至_objc_rootAlloc的源碼實現

id
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
    return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}

• 【第三步】跳轉至callAlloc的源碼實現

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));
}

如上所示，在calloc方法中，當我們無法確定實現走到哪部時，可以通過斷點調試，判斷執(zhí)行走哪部分邏輯。這里是執(zhí)行到_objc_rootAllocWithZone
slowpath & fastpath
其中關于slowpath和fastpath這里需要簡要說明下，這兩個都是objc源碼中定義的宏，其定義如下：

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

其中的__builtin_expect指令是由gcc引入的，
1、目的：編譯器可以對代碼進行優(yōu)化，以減少指令跳轉帶來的性能下降。即性能優(yōu)化
2、作用：允許程序員將最有可能執(zhí)行的分支告訴編譯器。
3、指令的寫法為：__builtin_expect(EXP, N)。表示 EXP==N的概率很大。
4、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 里面語句的機會更大
5、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 里面語句的機會更大
6、在日常的開發(fā)中，也可以通過設置來優(yōu)化編譯器，達到性能優(yōu)化的目的，設置的路徑為：Build Setting --> Optimization Level --> Debug --> 將None 改為 fastest 或者 smallest

cls->ISA()->hasCustomAWZ()

其中fastpath中的 cls->ISA()->hasCustomAWZ() 表示判斷一個類是否有自定義的 +allocWithZone 實現，這里通過斷點調試，是沒有自定義的實現，所以會執(zhí)行到 if 里面的代碼，即走到_objc_rootAllocWithZone

• 【第四步】跳轉至_objc_rootAllocWithZone

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);
}

• 【第五步】跳轉至_class_createInstanceFromZone的源碼實現，這部分是alloc源碼的核心操作，由下面的流程圖及源碼可知，該方法的實現主要分為三部分
  cls->instanceSize：計算需要開辟的內存空間大小
  calloc：申請內存，返回地址指針
  obj->initInstanceIsa：將 類 與 isa 關聯

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;

    size = cls->instanceSize(extraBytes);
    if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size;

    id obj;
    if (zone) {
        obj = (id)malloc_zone_calloc((malloc_zone_t *)zone, 1, size);
    } else {
        obj = (id)calloc(1, size);
    }
    if (slowpath(!obj)) {
        if (construct_flags & OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC) {
            return _objc_callBadAllocHandler(cls);
        }
        return nil;
    }

    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);
    }

    if (fastpath(!hasCxxCtor)) {
        return obj;
    }

    construct_flags |= OBJECT_CONSTRUCT_FREE_ONFAILURE;
    return object_cxxConstructFromClass(obj, cls, construct_flags);
}

cls->instanceSize：計算需要開辟的內存空間大小

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;
    }

align16源碼：

static inline size_t align16(size_t x) {
    return (x + size_t(15)) & ~size_t(15);
}

calloc：申請內存，返回地址指針

通過instanceSize計算的內存大小，向內存中申請大小為size的內存，并賦值給obj，因此obj是指向內存地址的指針

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

在平常的開發(fā)中，一般一個對象的打印的格式都是類似于這樣的<LGPerson: 0x01111111f>（是一個指針）。為什么這里不是呢？

• 主要是因為objc 地址 還沒有與傳入 的 cls進行關聯，
• 同時印證了 alloc的根本作用就是 開辟內存

obj->initInstanceIsa：類與isa關聯

主要過程就是初始化一個isa指針，并將isa指針指向申請的內存地址，在將指針與cls類進行關聯

總結:

• 通過對alloc源碼的分析，可以得知alloc的主要目的就是開辟內存，而且開辟的內存需要使用16字節(jié)對齊算法，現在開辟的內存的大小基本上都是16的整數倍
• 開辟內存的核心步驟有3步：計算 -- 申請 -- 關聯

init源碼探索

類方法 init：

+ (id)init {
    return (id)self;
}

這里的init是一個構造方法 ，是通過工廠設計（工廠方法模式）,主要是用于給用戶提供構造方法入口。這里能使用id強轉的原因，主要還是因為內存字節(jié)對齊后，可以使用類型強轉為你所需的類型

實例方法 init：

通過以下代碼進行探索實例方法 init

LGPerson *objc = [[LGPerson alloc] init];

通過main中的init跳轉至init的源碼實現:

- (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;
}

有上述代碼可以證明，返回的是傳入的self本身。

new源碼探索

一般在開發(fā)中，初始化除了init，還可以使用new，兩者本質上并沒有什么區(qū)別，以下是objc中new的源碼實現，通過源碼可以得知，new函數中直接調用了callAlloc函數（即alloc中分析的函數），且調用了init函數，所以可以得出new 其實就等價于 [alloc init]的結論

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