在分析alloc源碼之前，先來看看一下3個變量 指針 和 內(nèi)存地址 區(qū)別：
分別輸出3個對象的內(nèi)容、指針地址、對象地址，下圖是打印結(jié)果
結(jié)論：通過上圖可以看出，3個對象指向的是同一個內(nèi)存空間，所以其內(nèi)容 和 指針地址是相同的，但是對象的內(nèi)存地址是不同的
準(zhǔn)備工作
- 下載 objc4-781 源碼
這就是本文需要探索的內(nèi)容，alloc做了什么？init做了什么？
alloc 源碼探索
alloc + init 整體源碼的探索流程如下
【第一步】首先根據(jù)main函數(shù)中的LGPerson類的alloc方法進(jìn)入alloc方法的源碼實(shí)現(xiàn)（即源碼分析開始）
+ (id)alloc {
return _objc_rootAlloc(self);
}
【第二步】跳轉(zhuǎn)至_objc_rootAlloc的源碼實(shí)現(xiàn)
【第三步】跳轉(zhuǎn)至callAlloc的源碼實(shí)現(xiàn)
slowpath & fastpath
其中關(guān)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
//x很可能為真， fastpath 可以簡稱為 真值判斷
#define fastpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 1))
//x很可能為假，slowpath 可以簡稱為 假值判斷
#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(jìn)行優(yōu)化，以減少指令跳轉(zhuǎn)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(jī)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(jī)會更大
6、在日常的開發(fā)中，也可以通過設(shè)置來優(yōu)化編譯器，達(dá)到性能優(yōu)化的目的，設(shè)置的路徑為：Build Setting --> Optimization Level --> Debug --> 將None 改為 fastest 或者 smallest
【第四步】跳轉(zhuǎn)至_objc_rootAllocWithZone的源碼實(shí)現(xiàn)
【第五步】跳轉(zhuǎn)至_class_createInstanceFromZone的源碼實(shí)現(xiàn)，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(shí)現(xiàn)主要分為三部分：
-
cls->instanceSize：計算需要開辟的內(nèi)存空間大小 -
calloc：申請內(nèi)存，返回地址指針 -
obj->initInstanceIsa：將類與isa關(guān)聯(lián)
alloc 核心操作
核心操作都位于calloc方法中
cls->instanceSize：計算所需內(nèi)存大小
- 內(nèi)存字節(jié)對齊原則
在解釋為什么需要16字節(jié)對齊之前，首先需要了解內(nèi)存字節(jié)對齊的原則，主要有以下三點(diǎn)：- 數(shù)據(jù)成員對齊規(guī)則：struct 或者 union 的數(shù)據(jù)成員，第一個數(shù)據(jù)成員放在offset為0的地方，以后每個數(shù)據(jù)成員存儲的起始位置要從該成員大小或者成員的子成員大小（只要該成員有子成員，比如數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)體等）的整數(shù)倍開始（例如int在32位機(jī)中是4字節(jié)，則要從4的整數(shù)倍地址開始存儲）
- 數(shù)據(jù)成員為結(jié)構(gòu)體：如果一個結(jié)構(gòu)里有某些結(jié)構(gòu)體成員，則結(jié)構(gòu)體成員要從其內(nèi)部最大元素大小的整數(shù)倍地址開始存儲（例如：struct a里面存有struct b，b里面有char、int、double等元素，則b應(yīng)該從8的整數(shù)倍開始存儲）
- 結(jié)構(gòu)體的整體對齊規(guī)則：結(jié)構(gòu)體的總大小，即sizeof的結(jié)果，必須是其內(nèi)部做大成員的整數(shù)倍，不足的要補(bǔ)齊
為什么需要16字節(jié)對齊
需要字節(jié)對齊的原因，有以下幾點(diǎn)：
通常內(nèi)存是由一個個字節(jié)組成的，cpu在存取數(shù)據(jù)時，并不是以字節(jié)為單位存儲，而是以塊為單位存取，塊的大小為內(nèi)存存取力度。頻繁存取字節(jié)未對齊的數(shù)據(jù)，會極大降低cpu的性能，所以可以通過減少存取次數(shù)來降低cpu的開銷
16字節(jié)對齊，是由于在一個對象中，第一個屬性isa占8字節(jié)，當(dāng)然一個對象肯定還有其他屬性，當(dāng)無屬性時，會預(yù)留8字節(jié)，即16字節(jié)對齊，如果不預(yù)留，相當(dāng)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
16字節(jié)對齊后，可以加快CPU讀取速度，同時使訪問更安全，不會產(chǎn)生訪問混亂的情況
字節(jié)對齊-總結(jié)
在字節(jié)對齊算法中，對齊的主要是對象，而對象的本質(zhì)則是一個struct objc_object的結(jié)構(gòu)體，
結(jié)構(gòu)體在內(nèi)存中是連續(xù)存放的，所以可以利用這點(diǎn)對結(jié)構(gòu)體進(jìn)行強(qiáng)轉(zhuǎn)。
蘋果早期是8字節(jié)對齊，現(xiàn)在是16字節(jié)對齊
calloc：申請內(nèi)存，返回地址指針
通過instanceSize計算的內(nèi)存大小，向內(nèi)存中申請 大小 為 size的內(nèi)存，并賦值給obj，因此 obj是指向內(nèi)存地址的指針
obj->initInstanceIsa：類與isa關(guān)聯(lián)
經(jīng)過calloc可知，內(nèi)存已經(jīng)申請好了，類也已經(jīng)傳入進(jìn)來了，接下來就需要將 類與 地址指針 即isa指針進(jìn)行關(guān)聯(lián)，其關(guān)聯(lián)的流程圖如下所示
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(nèi)存地址，在將指針與cls類進(jìn)行 關(guān)聯(lián)
同樣也可以通過斷點(diǎn)調(diào)試來印證上面的說法，在執(zhí)行完initInstanceIsa后，在通過po obj可以得出一個對象指針
總結(jié)
- 通過對alloc源碼的分析，可以得知alloc的主要目的就是開辟內(nèi)存，而且開辟的內(nèi)存需要使用16字節(jié)對齊算法，現(xiàn)在開辟的內(nèi)存的大小基本上都是16的整數(shù)倍
- 開辟內(nèi)存的核心步驟有3步：計算 -- 申請 -- 關(guān)聯(lián)
init 源碼探索
alloc源碼探索完了，接下來探索init源碼，通過源碼可知，inti的源碼實(shí)現(xiàn)有以下兩種：
-
類方法 init
+ (id)init {
return (id)self;
}
這里的init是一個構(gòu)造方法 ，是通過工廠設(shè)計（工廠方法模式）,主要是用于給用戶提供構(gòu)造方法入口。這里能使用id強(qiáng)轉(zhuǎn)的原因，主要還是因?yàn)?內(nèi)存字節(jié)對齊后，可以使用類型強(qiáng)轉(zhuǎn)為你所需的類型
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實(shí)例方法 init
通過[[GLClass alloc]init]代碼進(jìn)行探索實(shí)例方法 init- 通過main中的init跳轉(zhuǎn)至init的源碼實(shí)現(xiàn)
- 跳轉(zhuǎn)至
_objc_rootInit的源碼實(shí)現(xiàn)
有上述代碼可以，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(zhì)上并沒有什么區(qū)別，以下是objc中new的源碼實(shí)現(xiàn)，通過源碼可以得知，new函數(shù)中直接調(diào)用了callAlloc函數(shù)（即alloc中分析的函數(shù)），且調(diào)用了init函數(shù)，所以可以得出new 其實(shí)就等價于 [alloc init]的結(jié)論
+ (id)new {
return [callAlloc(self, false/*checkNil*/) init];
}
但是一般開發(fā)中并不建議使用new，主要是因?yàn)橛袝r會重寫init方法做一些自定義的操作，例如 initWithXXX，會在這個方法中調(diào)用[super init]，用new初始化可能會無法走到自定義的initWithXXX部分。
總結(jié)
如果子類沒有重寫父類的init，new會調(diào)用父類的init方法
如果子類重寫了父類的init，new會調(diào)用子類重寫的init方法
如果使用 alloc + 自定義的init，可以幫助我們自定義初始化操作，例如傳入一些子類所需參數(shù)等，最終也會走到父類的init，相比new而言，擴(kuò)展性更好，更靈活。
