最近阅读了有关于alloc和init的文章，整理了一下相关材料：
`KCPerson *p1 = [KCPerson alloc];
KCPerson *p2 = [p1 init];
KCPerson *p3 = [p1 init];
NSLog(@"%@, - %p, - %p", p1, p1 ,&p1);
NSLog(@"%@, - %p, - %p", p2, p2 ,&p2);
NSLog(@"%@, - %p, - %p", p3, p3 ,&p3);`
输出内容：
`<KCPerson: 0x6000014540e0>, - 0x6000014540e0, - 0x7ffeedcf8cb0
<KCPerson: 0x6000014540e0>, - 0x6000014540e0, - 0x7ffeedcf8ca8
<KCPerson: 0x6000014540e0>, - 0x6000014540e0, - 0x7ffeedcf8ca0`
通过输出结果，我们可以知道前两个内容相同，跟后面的&p1结果不相同，所以知道init并不会修改对象的内存空间。所以p1、p2、p3指向的是同一片内存空间。只是指针不同，所以&p不同。如图：
所以，alloc是进行开辟空间操作。
alloc流程分析：
①根据
main函数中的alloc方法，进入源码实现
+ (id)alloc {
return _objc_rootAlloc(self);
}
②进入_objc_rootAlloc方法
id _Nullable
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}
③进入callAlloc方法
static ALWAYS_INLINE id
callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false)
{
#if __OBJC2__ //有可用的编译器优化
// checkNil 为false，!cls 也为false ，所以slowpath 为 false，假值判断不会走到if里面，即不会返回nil
if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;
//判断一个类是否有自定义的 +allocWithZone 实现，没有则走到if里面的实现
if (fastpath(!cls->ISA()->hasCustomAWZ())) {
return _objc_rootAllocWithZone(cls, nil);
}
#endif
// No shortcuts available. // 没有可用的编译器优化
if (allocWithZone) {
return ((id(*)(id, SEL, struct _NSZone *))objc_msgSend)(cls, @selector(allocWithZone:), nil);
}
return ((id(*)(id, SEL))objc_msgSend)(cls, @selector(alloc));
}
通过符号断点知道程序走到这个方法_objc_rootAllocWithZone。
slowpath & fastpath
其中关于slowpath和fastpath这两个都是objc源码中定义的宏，其定义如下
//x很可能为真， fastpath 可以简称为 真值判断
#define fastpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 1))
//x很可能为假，slowpath 可以简称为 假值判断
#define slowpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 0))
其中的__builtin_expect指令是由gcc引入的，
1、目的：编译器可以对代码进行优化，以减少指令跳转带来的性能下降。即性能优化
2、作用：允许程序员将最有可能执行的分支告诉编译器。
3、指令的写法为：__builtin_expect(EXP, N)。表示EXP==N的概率很大。
4、fastpath定义中__builtin_expect((x),1)表示x的值为真的可能性更大；即 执行if里面语句的机会更大
5、slowpath定义中的__builtin_expect((x),0)表示x的值为假的可能性更大。即执行else里面语句的机会更大
6、在日常的开发中，也可以通过设置来优化编译器，达到性能优化的目的，设置的路径为：Build Setting --> Optimization Level --> Debug --> 将None改为fastest或者smallest
④进入_objc_rootAllocWithZone方法
id
_objc_rootAllocWithZone(Class cls, malloc_zone_t *zone __unused)
// allocWithZone under __OBJC2__ ignores the zone parameter
//zone 参数不再使用 类创建实例内存空间
return _class_createInstanceFromZone(cls, 0, nil,
OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC);
}
⑤进入_class_createInstanceFromZone方法
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()); //检查是否已经实现
// Read class's info bits all at once for performance
//一次性读取类的位信息以提高性能
bool hasCxxCtor = cxxConstruct && cls->hasCxxCtor();
bool hasCxxDtor = cls->hasCxxDtor();
bool fast = cls->canAllocNonpointer();
size_t size;
//计算需要开辟的内存大小，传入的extraBytes 为 0
size = cls->instanceSize(extraBytes);
if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size;
id obj;
if (zone) {
obj = (id)malloc_zone_calloc((malloc_zone_t *)zone, 1, size);
} else {
//申请内存
obj = (id)calloc(1, size);
}
if (slowpath(!obj)) {
if (construct_flags & OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC) {
return _objc_callBadAllocHandler(cls);
}
return nil;
}
if (!zone && fast) {
//将 cls类 与 obj指针（即isa） 关联
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);
}
这里有三个方法很重要
cls->instanceSize
calloc
initInstanceIsa
如下图：
instanceSize
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;
}
这里有一个内存对齐的概念，即如果申请的内存小于16就取16。算法如下：
//16字节对齐算法
static inline size_t align16(size_t x) {
return (x + size_t(15)) & ~size_t(15);
}
calloc
通过instanceSize计算的内存大小，向内存中申请 大小 为size的内存，并赋值给obj，因此obj是指向内存地址的指针。
obj = (id)calloc(1, size);
这里我们可以通过断点来印证上述的说法，在未执行calloc时，po obj为nil，执行后，再po obj法线，返回了一个16进制的地址。
在平常的开发中，一般一个对象的打印的格式都是类似于这样的<KCPerson: 0x01111111f>（是一个指针）。为什么这里不是呢？
1.主要是因为objc地址 还没有与传入的cls进行关联，
2.同时印证了alloc的根本作用就是 开辟内存
obj->initInstanceIsa：类与isa关联
主要过程就是初始化一个isa指针，并将isa指针指向申请的内存地址，在将指针与cls类进行关联。
总结：
alloc的主要作用就是开辟内存空间。
init 源码探索
说完了alloc,接下来我们讨论init。
+ (id)init {
return (id)self;
}
这里的init是一个构造方法 ，是通过工厂设计（工厂方法模式）,主要是用于给用户提供构造方法入口。这里能使用id强转的原因，主要还是因为内存字节对齐后，可以使用类型强转为你所需的类型
KCPerson *objc = [[KCPerson alloc] init];
接下来我们进入方法：
- (id)init {
return _objc_rootInit(self);
}
进入_objc_rootInit
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;
}
我们发现返回的是对象本身。
new 源码探索
一般在开发中，初始化除了init，还可以使用new，两者本质上并没有什么区别，以下是objc中new的源码实现，通过源码可以得知，new函数中直接调用了callAlloc函数（即alloc中分析的函数），且调用了init函数，所以可以得出new其实就等价于 [alloc init]的结论。
但是一般开发中并不建议使用new，主要是因为有时会重写init方法做一些自定义的操作，用new初始化可能会无法走到自定义的部分。
写在最后
alloc： 实际上就是开辟空间
init： 是构造方案，进行初始化
new： 相当于alloc和init，但是不方便重写init构造方法
