iOS开发底层之alloc原理初探

Posted 2021-06-25 iOS_developer_zhong

第一部分 源码探索之如何找到对应的源码位置？

如： 我想探寻代码中 某个类的 alloc 内部实现。 则三种实现方式如下：

• （方式一）通过符号断点与在需要探寻的代码处打断点。 （不常用）

1. 步骤实现

2. 在执行到zrgObject 断点后， 继续往下运行，就可以alloc的源码位于哪个位置。 

• （方式二）通过断点与调试功能（进入内部） + 符号断点 。 （常用）

1.步骤如下

2：第二步的时候，是按住ctrl键，然后按进入下一步，就会出现如下界面

 

3： 继续执行，就可以看到源码到底在哪个位置了

• （方式三） 直接改变xcode配置，直接展示汇编

1：设置步骤  Debug -> debug workflow ->  always Show Disassembly

2.  通过按住 ctrl 键 + 跳入内部按钮 截图展示如下：

3. 完成上述步骤后，直接继续运行，就大功告成了，知道了源码的所属位置。 

第二部分 objc源码编译调试

既然我们要分析objc源码，所以需要下载objc源码， 由于我的xcode是12.3所以找了个

xcode12以上版本可以跑的源码 objc4-818.2

苹果的官方源码下载链接地址： 源码下载地址

下载完毕后，需要自己去做配置，过程比较繁琐，后期常识自己做编译调试。 

第三部分 alloc init、new 的关联与区别

1. 有的上面的 objc源码，我们直接看源码

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


// init 

+ (id)init {
    return (id)self;
}


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

结论：

通过上面的代码我们清晰的看到alloc init , 和new的作用是一样的, 分配内存完成初始化。 

但new使用的是默认初始化， 通常我们使用alloc init，是因为可以自定义初始化对象。 

第四部分 NSObject的alloc 源码分析

深入探索 alloc，到底经过了哪些步骤。 

方法的顺序为：

alloc --> _objc_rootAlloc --> callAlloc --> _objc_rootAllocWithZone --> _class_createInstanceFromZone

分析 ：  _class_createInstanceFromZone 方法

1. 分析计算所需要的内存源码

// 计算内存大小
    inline 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;
    }


//   十六进制 字节对齐
    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);
        }
    }

// 具体算法  如： （8 + 15） & (15取反)
static inline size_t align16(size_t x) {
    return (x + size_t(15)) & ~size_t(15);
}

核心为： 新的苹果编译器是 16字节对齐， 算法为16的倍数 。 

为什么要16字节对齐？

      苹果以前是8字节对齐， 后面改成16字节对齐，以前的是8字节在内存中的存放，会一个紧挨着一个，会出现内存访问错误， 野指针。  在oc中，一个对象为八个字节， 为了统一化，为了提高内存的读写速度， 不会因为对象的大小不同，而改变读取的长度， 所以固定为字节整段长度为8的倍数。 16字节会更加安全与快捷。 

2。 分析开辟内存的源码：

alloc的核心逻辑就从 calloc入手，下面介绍，进入这个方法的流程。 

为了探索这个方法，需要下载另外一份源码 libmalloc源码

接下来详细流程，后空再更新。