OC底层原理05：objc_alloc探索

前言

本章主要探索继承自 NSObject 的类 ZJPerson 和 NSObject 调用 alloc 的区别

准备工作

1、下载objc4-781 源码。

2、编译源码，可参考iOS-OC底层原理02：Objc4源码编译

NSObject调用alloc探索

1、第一步：在main函数中实现下面的代码，并下断点：

2、第二步：到源码下断点到 + (id)alloc，先 取消断点，等程序运行到目标行在去跟踪断点，原因在前面查找源码已经讲过，在此不在说明：

我们发现并没有进来，我滴天呐，说明调用的不是 alloc

3、第三步：我们换一种方式去查看源码，打开Debug->Debug WorkFlow->Debug->Debug Workflow->Alway Show Disassembly查看汇编：

我们发现底层源码调用的是 objc_alloc ，到底是不是呢？接下来我们 二次验证 一下

**4、第四步:二次验证->先取消Debug查看方式，到源码中下断点到 objc_alloc **

我们发现 Class cls 这个类确实是 NSObject ,验证了我们上面的调用过程

5、第五步：继续往下走，callAlloc 内部调用流程

我们发现 callAlloc 内部最终调用的是 _objc_rootAllocWithZone

最终和iOS-OC底层原理03：alloc&init&new探索alloc调用流程不谋而合

6、结论：我们用流程图去表达一下调用流程

继承类ZPerson调用alloc真实调用流程

1、第一步：在 main 函数中实现 ZJPerson 类的 alloc 方法进入alloc方法，并下断点：

2、第二步：打开 Debug->Debug WorkFlow->Debug->Debug Workflow->Alway Show Disassembly 查看汇编：

3、第三步：通过在源码中下断点 objc_alloc 和 alloc 去跟踪具体先执行过程：

跳转至objc_alloc的源码实现
// Calls [cls alloc].
id
objc_alloc(Class cls)
{
    return callAlloc(cls, true/*checkNil*/, false/*allocWithZone*/);
}

4、第四步：跳转至 callAlloc 的源码实现

// 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__
    // checkNil:true
    if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;
    if (fastpath(!cls->ISA()->hasCustomAWZ())) {
        // cls NSObject
        return _objc_rootAllocWithZone(cls, nil);
    }
#endif

    // No shortcuts available.
    // allocWithZone : false
    if (allocWithZone) {
        return ((id(*)(id, SEL, struct _NSZone *))objc_msgSend)(cls, @selector(allocWithZone:), nil);
    }
    return ((id(*)(id, SEL))objc_msgSend)(cls, @selector(alloc));
}

5、第五步：跳转至 return ((id(*)(id, SEL))objc_msgSend)(cls, @selector(alloc)); 的内部源码实现

objc_msgSend(void /* id self, SEL op, ... */ )
    OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);

系统通过特殊消息发送：sel - imp 做了一层处理，最终执行到 alloc，根本就是系统通过LLVM特殊消息发送做的处理，有兴趣的小伙伴可以通过LLVM源码去探索一下

6、第六步：跳转至 alloc 源码实现

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

7、第七步：跳转至 _objc_rootAlloc 源码实现，我们可以验证 cls 是ZJPerson

8、第八步：跳转至 _objc_rootAllocWithZone 源码实现

// 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__
    // checkNil:true
    if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;
    if (fastpath(!cls->ISA()->hasCustomAWZ())) {
        // cls NSObject
        return _objc_rootAllocWithZone(cls, nil);
    }
#endif

    // No shortcuts available.
    // allocWithZone : false
    if (allocWithZone) {
        return ((id(*)(id, SEL, struct _NSZone *))objc_msgSend)(cls, @selector(allocWithZone:), nil);
    }
    return ((id(*)(id, SEL))objc_msgSend)(cls, @selector(alloc));
}

9、第九步：跳转至 _class_createInstanceFromZone 源码实现

NEVER_INLINE
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);
}

10、第十步：内部调用 cls->instanceSize、calloc、obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor)、return obj 方法返回对象，具体流程不再赘述

11、总结:ZJPerson的alloc调用流程图:

ZJPerson的alloc和NSObject的alloc区别

• ZJPerson 会走两次 objc_alloc -> alloc

• NSObject 只走一次 objc_alloc