NSObject +alloc作了什麼

窺探

經過下符號斷點的方式來跟蹤 [NSObject alloc]

//下了兩個符號斷點
一、objc_alloc
二、+[NSObject alloc]

//結果是 1 2
複製代碼

通過編譯器一頓操做，彷佛結合和預想不是徹底吻合

在使用+[NSObject alloc]的時候實際上調用的是libonjc.A.dylib objc_alloc，並非預想的libonjc.A.dylib objc_msgSend,這裏看一llvm的源碼，對alloc作了處理（第一次調用objc_alloc,第二次調用+alloc）

梳理

1. 從objc_alloc開始

// Calls [cls alloc].
id
objc_alloc(Class cls)
{
    return callAlloc(cls, true/*checkNil*/, false/*allocWithZone*/);
}
複製代碼

• 這裏就作一件事情設置兩個參數checkNil = true、allocWithZone = false
• 初次調用callAlloc 須要檢查nil,並且不使用zone

2. callAlloc

static id callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false)
{
    if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;

#if __OBJC2__
    //是否實現 allocWithZone
    if (fastpath(!cls->ISA()->hasCustomAWZ())) {
        //未實現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 建立實例
            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 終於輪到你了
    return [cls alloc];
}

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• hasCustomAWZ() 是檢查是否實現了 +allocWithZone
• 沒有實現+allocWithZone 就經過 class_createInstance(cls, 0)來建立實例
• 實現了 +allocWithZone，但還須要allocWithZone == true纔會調用，首次調用必定不會觸發在objc_alloc中傳了false
• return [cls alloc];最後這段代碼纔是主流程

3. class_createInstance

class_createInstance(Class cls, size_t extraBytes)
{
    //調用了 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++構造函數 bool hasCxxDtor = cls->hasCxxDtor(); //有c++析構函數 bool fast = cls->canAllocNonpointer(); //快速建立，是否容許非純指針，也就是isa的優化 //計算實例大小 size_t size = cls->instanceSize(extraBytes); if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size; id obj; if (!zone && fast) { //不使用zone而且支持isa優化的對象分配空間 obj = (id)calloc(1, size); if (!obj) return nil; //對象實例初始化isa obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor); } else { if (zone) { //使用zone 分配空間 obj = (id)malloc_zone_calloc ((malloc_zone_t *)zone, 1, size); } else { //不使用 zone分配空間 obj = (id)calloc(1, size); } if (!obj) return nil; //純指針的初始化 obj->initIsa(cls); } if (cxxConstruct && hasCxxCtor) { obj = _objc_constructOrFree(obj, cls); } return obj; } 複製代碼

3. instanceSize

//拿到類對象的 ro 對象的原始大小
    uint32_t unalignedInstanceSize() {
        assert(isRealized());
        return data()->ro->instanceSize;
    }

    /*
      字節對齊: 爲了讓CPU 尋址更簡單快速，用空間換時間
       */
    uint32_t alignedInstanceSize() {
        return word_align(unalignedInstanceSize());
    }
    
    //計算對象大小
    size_t instanceSize(size_t extraBytes) {
        size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;
        // CF requires all objects be at least 16 bytes.
        //最小 16個字節
        if (size < 16) size = 16;
        return size;
    }
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關於字節對齊的內容

####4. InitIsa

inline void 
objc_object::initIsa(Class cls)
{
    //純指針的初始化 isa 方法
    initIsa(cls, false, false);
}

inline void 
objc_object::initInstanceIsa(Class cls, bool hasCxxDtor)
{
    //非純指針的初始化 isa 方法
    initIsa(cls, true, hasCxxDtor);
}

/*
初始化Isa
參數：
cls 類對象
nonpointer 是不是非指針，就是通過優化的isa
hasCxxDtor 是否存在c++析構
*/ 
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;
    }
}

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isa的相關內容

5. +alloc

+ (id)alloc {
    return _objc_rootAlloc(self);
}
id
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
    return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}
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• 未實現+allocWithZone將會調用+ alloc ，而後再次調用callAlloc，此次參數不同了不須要檢查是否爲空，使用zone

總結

1. 控制調用 callAlloc參數來控制執行路徑，從而實現不一樣狀況下建立對象
2. 對純指針和非純指針的初始化
3. 內存直接對齊

附上alloc分析圖