OC对象原理之alloc流程分析-一一网

alloc方法是创建对象比不可少的步骤，我们平时一般都是直接使用alloc创建对象的，那么alloc的底层到底是怎么实现的？它是如何计算所需内存大小的？它是如何开辟内存空间的？它是怎么和类做关联的？带着这些问题看看alloc底层到底是怎么实现的？

准备工作

本文探索底层原理的主要方法是：源码、汇编、断点调试、LLDB调试等
苹果源码
- opensource.apple.com/
- opensource.apple.com/tarballs/
本文示例代码地址(包含编译好的源码)：gitee.com/jrcode/ios_…

alloc流程分析

定位源码位置

LGPerson *p1 = [LGPerson alloc];
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在上面代码位置下断点，执行到断点位置，按住control+step into，进入汇编

这里首先看到了调用了objc_alloc方法，但是很难再继续跟进流程，这种情况，我们可以使用符号断点
添加符号断点objc_alloc，并继续执行

从运行结果可以看出
- objc_alloc方法在libobjc.A.dylib动态库中，即objc源码
- 接下来调用的是_objc_rootAllocWithZone和objc_msgSend

通过源码看alloc流程

上面已经定位到objc_alloc方法，在源码项目中直接搜索objc_alloc(，定位到objc_alloc方法实现的位置在NSObject.mm文件中

// Calls [cls alloc].
id
objc_alloc(Class cls)
{
    return callAlloc(cls, true/*checkNil*/, false/*allocWithZone*/);
}
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通过上面代码的注释也可以看出，调用alloc方法，实际上会调用objc_alloc，然后再调用callAlloc方法

// Call [cls alloc] or [cls allocWithZone:nil], with appropriate
// shortcutting optimizations.
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));
}
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上面的方法中，没办法确定调用的是_objc_rootAllocWithZone还是objc_msgSend，接下来该如何确定执行流程？
- 方法一：因为我们调试的是可以运行的objc源码，所以可以直接在源码中添加断点，调试执行流程
- 方法二：汇编跟流程结合符号断点
- 注意：因为在系统初始化的时候，创建的对象也可能会调用到断点位置，所以需要先禁用断点，当执行到**[LGPersion alloc]**的断点处，再启用断点

动态调试

先使用方法二：汇编跟流程结合符号断点

先执行到[LGPerson alloc]的断点处，使用control+step into进入汇编
下符号断点objc_alloc，然后继续执行到objc_alloc
单步向下执行，可以看到这里调用的是objc_msgSend，而不是_objc_rootAllocWithZone
执行到objc_msgSend，读取当前寄存器，可以看到，这里调用的是alloc方法
- register read：读取当前寄存器信息
- register read x0：x0寄存器中存放的是消息接收者
- register read x1：x1寄存器中存放的是SEL

从上述调试流程可以看出调用流程：
- objc_alloc
- msgSend
- alloc

再继续使用方法一：源码添加断点调试流程

先执行到[LGPerson alloc]的断点处，给下面源码处分别添加断点，再执行看流程

通过断点调试，可以确定源码调用流程：
- objc_alloc
- callAlloc
- return ((id(*)(id, SEL))objc_msgSend)(cls, @selector(alloc));
- alloc
- _objc_rootAlloc
- callAlloc
- _objc_rootAllocWithZone
- _class_createInstanceFromZone
  - instanceSize：计算对象占内存大小
  - calloc：开辟内存空间，并返回地址
  - initInstanceIsa：初始化isa，和类做关联
  - return obj; 返回对象地址