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iOS?底層alloc?init?new?源碼流程示例分析_IOS

作者：等待肉包子飛來 ? 更新時間： 2023-01-31 編程語言

alloc&init 的源碼流程圖

首先創建Person 類， 在main函數創建Person 實例 Person *p = [Person alloc]; 1.進入到alloc 方法的源碼實現

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

2.跳轉到_objc_rootAlloc 源碼實現

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

3.跳轉至 callAlloc 的源碼實現

static ALWAYS_INLINE id
callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false)
{
#if __OBJC2__ //有可用的編譯器優化
    if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;
    //判斷是否自定義實現了 +allocWithZone 方法
    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));

該方法中有兩個定義的宏

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

其中__builtin_expect指令由gcc 引入，目的：1. 編譯器可以對代碼進行優化，以減少指令跳轉帶來的性能下降，2.作用： 允許程序員將最有可能執行的分支告訴編譯器；3.寫法為： __builtin_expect(EXP, N) , 表示 EXP == N的概率很大；

fastPath 定義的__builtin_expect(bool(x), 1) 表示x 的值為真的可能性更大；

slowpath 定義的__builtin_expect(bool(x), 0) 表示x 的值為假的可能性更大；

日常開發中可以通過設置來優化編譯器，達到性能優化的目的，設置路徑： Build Settiing -> Optimization Level -> Debug -> 將None 改為fastest/smallest 4.跳轉至 _objc_rootAllocWithZone 的源碼實現

id
_objc_rootAllocWithZone(Class cls, objc_zone_t zone __unused)
{
    // allocWithZone under __OBJC2__ ignores the zone parameter
    return _class_createInstanceFromZone(cls, 0, nil,
OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC);
}

5.跳轉至 _class_createInstanceFromZone 源碼實現

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
    // 一次性讀取累的的信息以提高性能
    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 SUPPORT_ZONES
    // 支持zone
    // 早期的內存是通過zone  申請的 ilo89i='
    if (zone) {
        obj = (id)malloc_zone_calloc((malloc_zone_t *)zone, 1, size);
    } else {
#endif
        obj = (id)calloc(1, size);
#if SUPPORT_ZONES
    }
#endif
    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);
}

該方法中有三個核心方法:

  • cls->instanceSize：計算所需內存大小, 源碼實現
inline size_t instanceSize(size_t extraBytes) const {
// 快速計算內存大小
        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;
    }

fastInstanceSize 的源碼實現

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);
        }
    }

align16的源碼實現

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

斷點調試此處的參數x 為8 即： align16(8)

2.calloc 申請內存，返回地址指針 向內存中申請大小為 instanceSize計算的內存， 并將內存地址的指針返回，賦值給obj,obj = (id)calloc(1, size);

3.obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor); : 初始化isa 指針 并將類與isa 關聯

Init 源碼探索

通過查看 Init 源碼

- (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;
}

通過源碼實現可以看到 Init 就是將傳入的對象 直接返回

new 的源碼探索

日常開發中，對象的創建 有 alloc Init 和new ， 現在看下new的源碼實現

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

通過源碼可以看出 new 相當于alloc init 過程，但是二者有何區別 以下是其他博主總結的， 引用一下

原文鏈接：https://juejin.cn/post/7180564100001300537

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