有问必答 發表於 2022-12-25 16:25:54

iOS 底层alloc init new 源码流程示例分析

<div id="navCategory"><h5 class="catalogue">目录</h5><ul class="first_class_ul"><li>alloc&amp;init 的源码流程图</li><ul class="second_class_ul"><li>Init 源码探索</li><li>new 的源码探索</li></ul></ul></div><p class="maodian"></p><h2>alloc&amp;init 的源码流程图</h2>
<div class="cros igoods"><div class="goodsin" data-img="https://img14.360buyimg.com/pop/jfs/t6586/118/178402578/56244/59c7902e/593acd1cNb1b001a9.jpg" data-name="iOS开发指南 从Hello World到App Store上架 第5版(图灵出品)" data-owner="京东自营" data-price="106.3" data-tgid="38" data-url="https://union-click.jd.com/jdc?e=&amp;p=JF8BAMkJK1olXwUAU11UD0sRBV8IGFodWwQHVm4ZVxNJXF9RXh5UHw0cSgYYXBcIWDoXSQVJQwYBVVZbCk4VHDZNRwYlPWBgPRYlVxt1dmwOfjl0PllYBg4ATkcbM2gNHF4dXwMBZF5eDkwXAmoIK2sVXDZQOobrvpOysnPcsdTA1ZEyVW5dD00XC2sPHFMdXQEGZF5VDHtUVypcWBhdbTYyV25tOEsnAF9WdVpGWFRWUFxbZhZFAW1MRgRGMwADUl5UDkoXM20JGlkXbTY"></div></div>
<p style="text-align:center"><img alt="" src="https://img.jbzj.com/file_images/article/202212/20221225091111017.jpg" /></p>
<p>首先创建Person 类, 在main函数创建Person 实例 <code>Person *p = ;</code> 1.进入到alloc 方法的源码实现</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:cpp;">+ (id)alloc {
return _objc_rootAlloc(self);
}
</pre></div>
<p>2.跳转到<code>_objc_rootAlloc</code> 源码实现</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:cpp;">id
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
    return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}
</pre></div>
<p>3.跳转至 <code>callAlloc</code> 的源码实现</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:cpp;">static ALWAYS_INLINE id
callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false)
{
#if __OBJC2__ //有可用的编译器优化
    if (slowpath(checkNil &amp;&amp; !cls)) return nil;
    //判断是否自定义实现了 +allocWithZone 方法
    if (fastpath(!cls-&gt;ISA()-&gt;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));
</pre></div>
<p>该方法中有两个定义的宏</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:cpp;">#define fastpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 1))
#define slowpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 0))
</pre></div>
<p>其中__builtin_expect指令由gcc 引入,目的:1. 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,2.作用: 允许程序员将最有可能执行的分支告诉编译器;3.写法为: __builtin_expect(EXP, N) , 表示 EXP == N的概率很大;</p>
<p>fastPath 定义的__builtin_expect(bool(x), 1) 表示x 的值为真的可能性更大;</p>
<p>slowpath 定义的__builtin_expect(bool(x), 0) 表示x 的值为假的可能性更大;</p>
<p>日常开发中可以通过设置来优化编译器,达到性能优化的目的,设置路径: Build Settiing -&gt; Optimization Level -&gt; Debug -&gt; 将None 改为fastest/smallest 4.跳转至 <code>_objc_rootAllocWithZone</code> 的源码实现</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:cpp;">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);
}
</pre></div>
<p>5.跳转至 <code>_class_createInstanceFromZone</code> 源码实现</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:cpp;">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-&gt;isRealized());
    // Read class's info bits all at once for performance
    // 一次性读取累的的信息以提高性能
    bool hasCxxCtor = cxxConstruct &amp;&amp; cls-&gt;hasCxxCtor();
    bool hasCxxDtor = cls-&gt;hasCxxDtor();
    bool fast = cls-&gt;canAllocNonpointer();
    size_t size;
    size = cls-&gt;instanceSize(extraBytes);
    if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size;
    id obj;
#if SUPPORT_ZONES
    // 支持zone
    // 早期的内存是通过zone申请的 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 &amp; OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC) {
            return _objc_callBadAllocHandler(cls);
      }
      return nil;
    }
    if (!zone &amp;&amp; fast) {
      obj-&gt;initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);
    } else {
      // Use raw pointer isa on the assumption that they might be
      // doing something weird with the zone or RR.
      obj-&gt;initIsa(cls);
    }
    if (fastpath(!hasCxxCtor)) {
      return obj;
    }
    construct_flags |= OBJECT_CONSTRUCT_FREE_ONFAILURE;
    return object_cxxConstructFromClass(obj, cls, construct_flags);
}
</pre></div>
<p>该方法中有三个核心方法:</p>
<ul><li>cls-&gt;instanceSize:计算所需内存大小, 源码实现</li></ul>
<div class="jb51code"><pre class="brush:cpp;">inline size_t instanceSize(size_t extraBytes) const {
// 快速计算内存大小
      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 &lt; 16) size = 16;
      return size;
    }
</pre></div>
<p><code>fastInstanceSize</code> 的源码实现</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:cpp;">size_t fastInstanceSize(size_t extra) const
    {
      ASSERT(hasFastInstanceSize(extra));
      if (__builtin_constant_p(extra) &amp;&amp; extra == 0) {
            return _flags &amp; FAST_CACHE_ALLOC_MASK16;
      } else {
            size_t size = _flags &amp; FAST_CACHE_ALLOC_MASK;
            // remove the FAST_CACHE_ALLOC_DELTA16 that was added
            // by setFastInstanceSize
            return align16(size + extra - FAST_CACHE_ALLOC_DELTA16);
      }
    }
</pre></div>
<p><code>align16</code>的源码实现</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:cpp;">static inline size_t align16(size_t x) {
    return (x + size_t(15)) &amp; ~size_t(15);
}
</pre></div>
<p>断点调试此处的参数x 为8 即: align16(8)</p>
<p style="text-align:center"><img alt="" src="https://img.jbzj.com/file_images/article/202212/20221225091111018.jpg" /></p>
<p>2.<code>calloc</code> 申请内存,返回地址指针 向内存中申请大小为 <code>instanceSize</code>计算的内存, 并将内存地址的指针返回,赋值给obj,<code>obj = (id)calloc(1, size);</code></p>
<p>3.<code>obj-&gt;initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);</code> : 初始化isa 指针 并将类与isa 关联</p>
<p class="maodian"></p><h3>Init 源码探索</h3>
<p>通过查看 Init 源码</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:cpp;">- (id)init {
    return _objc_rootInit(self);
}
</pre></div>
<div class="jb51code"><pre class="brush:cpp;">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;
}
</pre></div>
<p>通过源码实现可以看到 Init 就是将传入的对象 直接返回</p>
<p class="maodian"></p><h3>new 的源码探索</h3>
<p>日常开发中,对象的创建 有 alloc Init 和new , 现在看下new的源码实现</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:cpp;">+ (id)new {
    return ;
}
</pre></div>
<p>通过源码可以看出 new 相当于alloc init 过程,但是二者有何区别 以下是其他博主总结的, 引用一下</p>
<p style="text-align:center"><img alt="" src="https://img.jbzj.com/file_images/article/202212/20221225091111019.jpg" /></p>
<p>以上就是iOS 底层alloc init new 源码流程示例分析的详细内容,更多关于iOS 底层alloc init new分析的资料请关注琼殿技术社区其它相关文章!</p>
                           
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