iOS 底层-alloc与init

1、 什么是runtime

runtime 是C、C++、汇编实现的一套API，目的是为 OC增加运行时功能

2、 关于alloc与init到底在底层做了什么

看以下打印信息

打印结果为：

结果很奇怪,三个对象的地址都完全一样。既然很奇怪，那就 来看看源码，直接在xcode中是看不到源码的，我们需要在opensource中去下载涉及到的源码 ,在MacOS中的最新版本（当前是10.14.5）

opensource_macos.png

点开之后 搜索objc 得到2个搜索结果 下载objc4-xxxx(后面的代表版本号，会随着版本的更新而变化)

objc4.png

这里有一个问题，在opensource中，有如此多的源码，如何知道 要下载objc的这份源码呢，这里提供2种方式

1、汇编：

将断点打在 这一行

菜单栏 -> Debug -> Debug workflow -> Always show disassembly 勾选这个选项（也就是开启汇编模式）

程序运行起来，进入断点的时候出现这样的代码：（不同版本的Xcode，内容会稍有区别）

汇编模式（xcode 10.3）

汇编模式 Xcode 11.0

在这里我们大致可以猜一下 明显的双引号中间的红色文字，应该表示的意思就是方法名，当然在这里，这些可以不去理会。

进入objc_msgSend内部

点击 框起来的那个按钮，（control 不松开），进去之后 会出现很精简的汇编内容

control 进入之后

这个时候 需要添加符号断点（可能很多人只添加过全局断点，还不知道符号断点是啥）

添加符号断点

写上当前调用的方法名（关键词） 比如 ‘alloc’ ‘init’ ‘setimage:’等

为符号断点写上方法名

符号断点添加成功之后（可能会小卡一下）让断点直接走（下一曲图标的那个）就出现了我们需要的内容

需要的结果

有了这个结果，就可以去[opensource(https://opensource.apple.com/)搜索源码了。

2、偶然发现，不知道是否正确

进入API的系统声明，就是按住 ->,

箭头所指即为所需要的结果，拿这个信息去opensource搜索

偶然发现

2.1 alloc的底层实现

打开源码文件，搜索 (系统的方法 一般都是在方法最后加一个空格，然后才跟上大括号)进去之后 查看具体的实现，其经过了2次调用 在callAlloc中得到了返回实际的对象。

alloc

_objc_rootAllc

callAlloc

2.2 init的底层实现

同样的方法， 搜索 ,进去之后 只调用了一个方法 在 rootInit方法中 只做了一件事情， 就是 retrun obj。

init

objc_rootInit

到了这里 就知道了 为何上面 alloc之后 2次init 打印的地址都是一样的了。

2.3 new的底层实现

既然都已经进来了，那我们就来验证另外一个问题 ，我们经常说 new方法 其实就相当于是 alloc init，那么我们进入源码看看他们之间究竟是否有差别，

同样的方法， 搜索 进入之后 查看实现 里面只有一次方法的实现

new 方法的实现

在new方法里面就是调用alloc的实现（callAlloc）后 进行了init操作，由此可见，[Class new]完全等价于[[Class alloc] init]

问题来了

上面说，init没有任何操作， 由此引出另外一个问题：既然init没有做任何操作，为何还要有init这个步骤？

要想回答这个问题，先想想，init是在什么时候会用到？

重写方法的时候！在初始化一个类的时候，如果这个类的参数需要默认的值， 一般我们都会选择在 init方法中初始化这个值（比如封装一个倒计时按钮，一般都会在init中初始化 time = 60）。

父类不实现，交给子类根据需求去实现，

3 LLVM（编译器）

1、 补充 sieof（）知识

sizeof() 是获取类型的大小

结构体的sizeof（） 长度 用 的方式 是一个很好理解和计算的方法

举例1---简单型结构体:

举例2---复合型结构体:

如果使用 sizeof（obj） 得到的实际只是 指针的大小 也就是 4/8

想要知道实际上obj的内存，继续下面的问题讲解

2、 malloc_size() ——sizeof() —— class_getInstanceSize()

定义这样一个对象

注意和sizeof（）的区别

问题：创建一个JEObject

对象内存占多少？

系统为其分配了多少内存

这里涉及到对象的本质，

NSobject的本质就是一个包含一个指针(这个指针是指向结构体的指针)的结构体

可以通过一个命令将OC代码转成C

cd 到待转换文件的路径

//命令解释：最后的 JEObject.m 是待转换文件的文件名， out.cpp 是输出文件的文件名

// 最后得到一个 out.cpp 的文件

在out.cpp中可以搜索JEObject_IMPL就能看到其具体结构

有3个函数是获取大小的，但是具体表示的意义不一样

Returns size of given ptr

系统为其分配的内存大小

获取对象所占内存大小

这是一个运算符 而不是方法，在编译的时候就是一个确定的数据

Returns the size of instances of a class

获取类的实例对象的成员变量所占用的大小

alloc的关键步骤：

alloc关键步骤

其中 instanceSize（）方法的代码

内存对齐的算法：

3、类所占内存的大小

对于类所占用的内存要分情况来看，上面提到过，类的本质是结构体，那么类所占用的内存大小 就是这个结构体的内存大小,编译之后具体是怎样的结构体，要看具体是用什么方式声明的属性

->、 内部类的方式

对于这种方式，其转换为C代码之后（前面有提到OC转C的命令）变量的顺序不变，在最前面加上了isa指针，所以用的方法来计算这个JEObject的 为32 为32

2、用@property的方式声明属性

对于这种方式，其转换为C代码之后（前面有提到OC转C的命令）变量的顺序发生了变化（最前面的加上isa指针之后， 、），所以用的方法来计算这个JEObject的 为24 为32

具体转换的结果如下：

总结：

与 区别

文字理解：

malloc_size() 系统创建时 系统为对象分配了多少内存，

class_getInstanceSize() 对象实际利用了多少内存

代码层次的理解：

malloc_size （） 可以认为是在 class_getInstanceSize() 之后 进行了一次16位内存对齐