iOS 底层探索篇 ——alloc 流程

1. alloc

+ (id)alloc {
    return _objc_rootAlloc(self);
}

在 alloc 中实际调用了 _objc_rootAlloc的方法，并把自己作为参数传入方法中。

2. _objc_rootAlloc

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

在_objc_rootAlloc 实际调用了 callAlloc 方法，并传入三个参数

1. 对象的class
2. 是否checkNil
3. 以及是否allocWithZone

3. callAlloc

static ALWAYS_INLINE id
callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false)
{
#if __OBJC2__
    if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;
    if (fastpath(!cls->ISA()->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));
}

在 callAlloc 中，

1. 如果编译器处于不优化模式，并且checkNil 为true 以及 cls 不为空的情况下，返回空。
2. 如果编译器处于优化模式，并且cls没有自定义的allocWithZone，没有的话就调用，_objc_rootAllocWithZone方法。
3. 如果编译器有自定义的allocWithZone，则调用自定义的allocWithZone。

4. _objc_rootAllocWithZone

id
_objc_rootAllocWithZone(Class cls, malloc_zone_t *zone __unused)
{
    // allocWithZone under __OBJC2__ ignores the zone parameter
    return _class_createInstanceFromZone(cls, 0, nil,
                                         OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC);
}

这里调用 _class_createInstanceFromZone方法

5. _class_createInstanceFromZone

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());

    // Read class's info bits all at once for performance
    bool hasCxxCtor = cxxConstruct && cls->hasCxxCtor();
    bool hasCxxDtor = cls->hasCxxDtor();
    bool fast = cls->canAllocNonpointer();
    size_t size;

    size = cls->instanceSize(extraBytes);
    if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size;

    id obj;
    if (zone) {
        obj = (id)malloc_zone_calloc((malloc_zone_t *)zone, 1, size);
    } else {
        obj = (id)calloc(1, size);
    }
    if (slowpath(!obj)) {
        if (construct_flags & OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC) {
            return _objc_callBadAllocHandler(cls);
        }
        return nil;
    }

    if (!zone && fast) {
        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);
}

在这个方法中

1. 声明 obj 时候（id obj）会有一个地址，系统会分配一个脏地址。
2. size = cls->instanceSize(extraBytes); ，这个决定了开辟内存的大小，大小由成员变量决定，如果小于16则返回16。如果大于16，需要用字节对齐，返回8的倍数。
3. 在calloc 之后，会申请内存，并将地址返回替换掉obj的脏地址，此时地址还未绑定类，关联类的是isa。
4. 在 obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);之后，地址绑定类

流程图