探索前的准备
1、了解使用
查看底层的方法
符号断点:Symbolic BreakPoint
- 将要查的符号方法打断点（objc_alloc）
- 根据上层方法模糊搜索符号断点（只设置符号断点为alloc）
汇编跟流程（开启Always Show Disassembly）
- 进入汇编后配合按Control后按步向下，可以跳入方法中跟到符号断点中，libobjc.A.dylib`objc_alloc
2、源码分析
苹果开源源码资源
- opensource.apple.com
- opensource.apple.com/tarballs/ （更全）
- 方法:下载好苹果源码搜索目标方法（搜“
alloc {”）,可找到方法中的具体实现方法或疑惑方法，复制到原工程中打符号断点，通过汇编顺序查看方法执行流程
源码分析流程
+ (id)alloc { return _objc_rootAlloc(self);}
_objc_rootAlloc(Class cls) { return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);}
//重磅提示 这里是核心方法static ALWAYS_INLINE idcallAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false) {#if __OBJC2__ if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil; //编译优化可根据设置将slowpath或fastpath的语句优化掉 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));}
- 补充:分析代码时判断不了执行顺序可以
从return内容着手
_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(); /*****开辟多少内存空间*****/ size_t size; size = cls->instanceSize(extraBytes); //进入查看 if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size; id obj; /*****现在苹果废弃了zone，不用过多考虑，早期的内存空间是通过zone申请的*****/ if (zone) { obj = (id)malloc_zone_calloc((malloc_zone_t *)zone, 1, size); } else { /*****开辟内存空间*****/ 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); //把类和指针进行关联 } 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);}
/*****instanceSize实现*****/inline size_t instanceSize(size_t extraBytes) const { if (fastpath(cache.hasFastInstanceSize(extraBytes))) { return cache.fastInstanceSize(extraBytes); //进入fastInstanceSize()查看 } size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes; // CF requires all objects be at least 16 bytes. if (size < 16) size = 16; return size; }
/*****hasFastInstanceSize实现*****/bool hasFastInstanceSize(size_t extra) const { if (__builtin_constant_p(extra) && extra == 0) { return _flags & FAST_CACHE_ALLOC_MASK16; } return _flags & FAST_CACHE_ALLOC_MASK; } 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); //16字节对齐 } }
/*****16字节对齐*****/static inline size_t align16(size_t x) { return (x + size_t(15)) & ~size_t(15); /***** wei x = 8 (8 + 15) & ~15 23 : 0000 0000 0001 0111 ~15: 1111 1111 1111 0000 非15先算15:0000 0000 0000 1111 取与: 0000 0000 0001 0000 --> 16 *****/}
16字节对齐:原来是8字节对齐(1个isa指针8字节,8字节是对象最小单位,以8字节的倍数处理io效率提升),但是苹果优化后开始用16字节对齐,相比8字节对齐,创建多个对象后,如果对象都未赋值,也有一段空白空间,不会造成多个isa紧邻产生访问混乱的风险。注:是创建的对象大小根据其所有属性计算大小后对齐到16字节的倍数,而不是内部每个属性对齐到16字节
编译优化
Alloc核心方法
- cls->instanceSize :计算需要的内存空间大小
- calloc :向系统申请开辟内存,返回地址指针
- obj->initInstanceIsa :关联到相应的类
Alloc、init、new的区别
- alloc:开辟内存 - 指针
- init :return(id)self; 构造方法,工厂模式,供开发者定制
- new :return [callAlloc(self, false/checkNil/) init];
本质就是alloc+init
补充
- iOS端是
小端模式:内存从右向左读 - 对象大小:
对象(8字节) + 属性(NSString:8字节,int:4字节，float:8字节等等) x N ,属性越多,需要开辟的空间就越大 - 查看内存情况:lldb中查看内存,打印变量,断点后输入
(lldb) p obj查看值(lldb)x obj查看内存,(lldb)x/4gx obj直接编排好读出内存(lldb)p/x obj十六进制查看指针地址(lldb)p/t obj二进制查看指针地址(lldb)p/f obj浮点数类型查看(lldb)p/c obj打印字符(lldb)p/s obj打印字符串（以'\0' 结尾的字符串）
- x/4gx:显示4个内存单元,按16字节格式显示,每个内存长8字节
总结
- 字节对齐:
以空间换取时间- 大家都知道字节是内存的容量单位，1内存也可以叫它1字节。但是，CPU在读取内存的时候，却不是以字节为单位来读取的，而
是以“块”为单位读取的，所以大家也经常听到一块内存，“块”的大小也就是内存存取的力度。 - 如果不对齐的话，在我们频繁的存取内存的时候，CPU就需要花费大量的精力去分辨你要读取多少字节，这就会造成CPU的效率低下，如果想要CPU又有效又不减少存取次数的话，那就需要找一个规范，这个规范就是字节对齐。
- 苹果采取16字节对齐，是因为
OC的对象中，第一位叫isa指针，它是必然存在的，而且它就占了8位字节，就算你的对象中没有其他的属性了，也一定有一个isa，那对象就至少要占用8位字节。如果以8位字节对齐的话，如果连续的两块内存都是没有属性的对象，那么它们的内存空间就会完全的挨在一起，是容易混乱的。
