alloc底层原理探究

心灵的远足

2021-09-05 1,078 阅读2分钟

一、alloc对象的指针和内存地址

新建一个LXPerson类，运行起来查看下方代码运行结果

LXPerson *p1 = [LXPerson alloc];
LXPerson *p2 = [p1 init];
LXPerson *p3 = [p1 init];

NSLog(@"%@-%p-%p", p1, p1, &p1);
NSLog(@"%@-%p-%p", p2, p2, &p2);
NSLog(@"%@-%p-%p", p3, p3, &p3);

代码运行结果如下：

<LXPerson: 0x10050f7c0>-0x10050f7c0-0x7ffeefbff3e8
<LXPerson: 0x10050f7c0>-0x10050f7c0-0x7ffeefbff3e0
<LXPerson: 0x10050f7c0>-0x10050f7c0-0x7ffeefbff3d8

我们发现p1、p2和p3对象的内存一样，仅仅是它们指针内存地址不同，由此可以得出结论

真正创建对象的是alloc方法；
init不会对指针做什么操作；
p1、p2和p3指针内存地址是连续的，他们的指向的是同一块内存地址。

如下图所示

那么alloc是如何开辟内存的，我们通过代码跳转无法查看alloc具体内部实现，下方我们来分析底层遇到类似问题几种底层探究方法

二、底层探究三种方法

1.control键+`step into`查看调用流程

首先来到[LXPerson alloc]断点处，然后按照下方操作

最终跳转下面下方页面，会发现调用了objc_alloc方法

2.符号断点查看调用流程

继续调试发现无法继续下一步探究，下面我们可以添加objc_alloc的符号断点

继续下一步，我们发现来到了_objc_rootAllocWithZone方法

我们可以继续为_objc_rootAllocWithZone添加符号断点，继续下一步探究

3.汇编查看调用流程

代码运行到断点处后，打开Xcode的Debug->Debug Workflow->Alawys Show Disassembly

继续control键+step into，会调用到objc_alloc方法

然后添加符号断点，我们可以知道objc_alloc方法在哪个库里面

我们也可以直接添加alloc符号断点

既然我们知道了objc_alloc源码所在位置，我们在源码中调试，流程更为清晰

三、汇编结合源码调试分析

苹果objc4源码地址，我们用objc4-818.2分析源码，我们根据源码跳转，发现[LXPerson alloc]运行会调用NSObject的alloc方法，然后接着调用_objc_rootAlloc、callAlloc方法

接着添加alloc、_objc_rootAlloc和callAlloc符号断点，运行查看结果

根据上述流程，发现callAlloc没有被调用，_objc_rootAlloc后直接调用了objc_msgSend方法，这里是编译器优化后导致的，暂时不做过多展开

四、alloc调用主线流程

根据上面经过alloc、_objc_rootAlloc和callAlloc后，继续代码执行，会调用_objc_rootAllocWithZone

随后来到_class_createInstanceFromZone方法，下面详细分析里面3个重要步骤

1.`cls->instanceSize`计算需要内存空间大小

2.`calloc`申请内存空间

3.`obj`与当前`cls`关联

五、alloc详细流程图

根据前面分析，我们画出alloc大致实现流程图

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