首先來(lái)一張圖，看下alloc 做了些什么：
然后我們來(lái)跟進(jìn)一下源碼
1、進(jìn)入alloc方法的源碼實(shí)現(xiàn)
//alloc源碼分析-第一步
+ (id)alloc {
return _objc_rootAlloc(self);
}
2、_objc_rootAlloc的源碼實(shí)現(xiàn)
//alloc源碼分析-第二步
id
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}
3、 callAlloc的源碼實(shí)現(xiàn)
static ALWAYS_INLINE id
callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false)// alloc 源碼 第三步
{
#if __OBJC2__ //有可用的編譯器優(yōu)化
/*
參考鏈接：http://m.itdecent.cn/p/536824702ab6
*/
// checkNil 為false，!cls 也為false ，所以slowpath 為 false，假值判斷不會(huì)走到if里面，即不會(huì)返回nil
if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;
//判斷一個(gè)類(lèi)是否有自定義的 +allocWithZone 實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有則走到if里面的實(shí)現(xiàn)
if (fastpath(!cls->ISA()->hasCustomAWZ())) {
return _objc_rootAllocWithZone(cls, nil);
}
#endif
// No shortcuts available. // 沒(méi)有可用的編譯器優(yōu)化
if (allocWithZone) {
return ((id(*)(id, SEL, struct _NSZone *))objc_msgSend)(cls, @selector(allocWithZone:), nil);
}
return ((id(*)(id, SEL))objc_msgSend)(cls, @selector(alloc));
}
其中關(guān)于slowpath和fastpath這里需要簡(jiǎn)要說(shuō)明下，這兩個(gè)都是objc源碼中定義的宏，其定義如下
//x很可能為真， fastpath 可以簡(jiǎn)稱(chēng)為 真值判斷
#define fastpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 1))
//x很可能為假，slowpath 可以簡(jiǎn)稱(chēng)為 假值判斷
#define slowpath(x) (__builtin_expect(bool(x), 0))
其中的__builtin_expect指令是由gcc引入的
- 目的：編譯器可以對(duì)代碼進(jìn)行優(yōu)化，以減少指令跳轉(zhuǎn)帶來(lái)的性能下降。即性能優(yōu)化
- 作用：允許程序員將最有可能執(zhí)行的分支告訴編譯器。
- 指令的寫(xiě)法為：__builtin_expect(EXP, N)。表示 EXP==N的概率很大。
- fastpath定義中__builtin_expect((x),1)表示 x 的值為真的可能性更大；即 執(zhí)行if 里面語(yǔ)句的機(jī)會(huì)更大
- slowpath定義中的__builtin_expect((x),0)表示 x 的值為假的可能性更大。即執(zhí)行 else 里面語(yǔ)句的機(jī)會(huì)更大
cls->ISA()->hasCustomAWZ()
其中fastpath中的 cls->ISA()->hasCustomAWZ() 表示判斷一個(gè)類(lèi)是否有自定義的+allocWithZone 實(shí)現(xiàn)，這里通過(guò)斷點(diǎn)調(diào)試，是沒(méi)有自定義的實(shí)現(xiàn)，所以會(huì)執(zhí)行到 if 里面的代碼，即走到_objc_rootAllocWithZone
4、_objc_rootAllocWithZone的源碼實(shí)現(xiàn)
{
// allocWithZone under __OBJC2__ ignores the zone parameter
//zone 參數(shù)不再使用 類(lèi)創(chuàng)建實(shí)例內(nèi)存空間
return _class_createInstanceFromZone(cls, 0, nil,
OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC);
}
5、_class_createInstanceFromZone的源碼實(shí)現(xiàn)，這部分是alloc源碼的核心操作，由下面的流程圖及源碼可知，該方法的實(shí)現(xiàn)主要分為三部分
cls->instanceSize：計(jì)算需要開(kāi)辟的內(nèi)存空間大小calloc：申請(qǐng)內(nèi)存，返回地址指針obj->initInstanceIsa：將類(lèi)與isa關(guān)聯(lián)
_class_createInstanceFromZone(Class cls, size_t extraBytes, void *zone,
int construct_flags = OBJECT_CONSTRUCT_NONE,
bool cxxConstruct = true,
size_t *outAllocatedSize = nil)// alloc 源碼 第五步
{
ASSERT(cls->isRealized()); //檢查是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)
// Read class's info bits all at once for performance
//一次性讀取類(lèi)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;
//計(jì)算需要開(kāi)辟的內(nèi)存大小，傳入的extraBytes 為 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 {
//申請(qǐng)內(nèi)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) {
//將 cls類(lèi) 與 obj指針（即isa） 關(guān)聯(lián)
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);
}
alloc :分配內(nèi)存、關(guān)聯(lián)指針
- cls->instanceSize：計(jì)算所需內(nèi)存大小
計(jì)算需要開(kāi)辟內(nèi)存的大小的執(zhí)行流程如下所示
1、instanceSize的源碼實(shí)現(xiàn)
size_t instanceSize(size_t extraBytes) const {
//編譯器快速計(jì)算內(nèi)存大小
if (fastpath(cache.hasFastInstanceSize(extraBytes))) {
return cache.fastInstanceSize(extraBytes);
}
// 計(jì)算類(lèi)中所有屬性的大小 + 額外的字節(jié)數(shù)0
size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;
// CF requires all objects be at least 16 bytes.
//如果size 小于 16，最小取16
if (size < 16) size = 16;
return size;
}
2、fastInstanceSize的源碼實(shí)現(xiàn)，會(huì)執(zhí)行到align16
size_t fastInstanceSize(size_t extra) const
{
ASSERT(hasFastInstanceSize(extra));
//Gcc的內(nèi)建函數(shù) __builtin_constant_p 用于判斷一個(gè)值是否為編譯時(shí)常數(shù)，如果參數(shù)EXP 的值是常數(shù)，函數(shù)返回 1，否則返回 0
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
//刪除由setFastInstanceSize添加的FAST_CACHE_ALLOC_DELTA16 8個(gè)字節(jié)
return align16(size + extra - FAST_CACHE_ALLOC_DELTA16);
}
}
3、align16的這個(gè)方法是16字節(jié)對(duì)齊算法
//16字節(jié)對(duì)齊算法
static inline size_t align16(size_t x) {
return (x + size_t(15)) & ~size_t(15);
}
init 源碼探索
init的源碼實(shí)現(xiàn)有以下兩種
1、類(lèi)方法 init
+ (id)init {
return (id)self;
}
2、實(shí)例方法 init
- (id)init {
return _objc_rootInit(self);
}
_objc_rootInit的源碼實(shí)現(xiàn)
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;
}
有上述代碼可以，都是的是傳入的self本身。
new 源碼探索
+ (id)new {
return [callAlloc(self, false/*checkNil*/) init];
}
通過(guò)源碼可以得知，new函數(shù)中直接調(diào)用了callAlloc函數(shù)（即alloc中分析的函數(shù)），且調(diào)用了init函數(shù)，所以可以得出new 其實(shí)就等價(jià)于 [alloc init]的結(jié)論
但是一般開(kāi)發(fā)中并不建議使用new，主要是因?yàn)橛袝r(shí)會(huì)重寫(xiě)init方法做一些自定義的操作，用new初始化可能會(huì)無(wú)法走到自定義的部分。
總結(jié):
1、 通過(guò)對(duì)alloc源碼的分析，可以得知alloc的主要目的就是開(kāi)辟內(nèi)存，而且開(kāi)辟的內(nèi)存需要使用16字節(jié)對(duì)齊算法，現(xiàn)在開(kāi)辟的內(nèi)存的大小基本上都是16的整數(shù)倍
開(kāi)辟內(nèi)存的核心步驟有3步：計(jì)算 -- 申請(qǐng) -- 關(guān)聯(lián)。
2、對(duì)init的源碼分析，可得知 直接返回了obj，里面什么也沒(méi)有做，而我們自定義一個(gè)對(duì)象，定義他的屬性，在它初始化的時(shí)候，它就有一些默認(rèn)值，比如，占位圖、占位字符，我們需要重寫(xiě)init方法，在它的初始化方法中，給這些屬性賦值，這就是init的作用。
3 、而 new 則是對(duì) alloc 和init 的簡(jiǎn)寫(xiě)形式而已，但是一般開(kāi)發(fā)中并不建議使用new，主要是因?yàn)橛袝r(shí)會(huì)重寫(xiě)init方法做一些自定義的操作，用new初始化可能會(huì)無(wú)法走到自定義的部分。
