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在之前，我们已经讨论了非常多的问题了，关于 objc 源代码系列的文章也快结束了，其实关于对象是如何初始化的这篇文章本来是我要写的第一篇文章，但是由于有很多前置内容不得不说，所以留到了这里。
+ alloc 和 - init 这一对我们在 iOS 开发中每天都要用到的初始化方法一直困扰着我, 于是笔者仔细研究了一下 objc 源码中 NSObject 如何进行初始化。
在具体分析对象的初始化过程之前，我想先放出结论，以免文章中的细枝末节对读者的理解有所影响；整个对象的初始化过程其实只是为一个分配内存空间，并且初始化 isa_t 结构体的过程。
alloc 方法分析
先来看一下 + alloc 方法的调用栈(在调用栈中省略了很多不必要的方法的调用):open
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id _objc_rootAlloc(Class cls) └── static id callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false) └── id class_createInstance(Class cls, size_t extraBytes) └── id _class_createInstanceFromZone(Class cls, size_t extraBytes, void *zone, bool cxxConstruct, size_t *outAllocatedSize) ├── size_t instanceSize(size_t extraBytes) ├── void *calloc(size_t, size_t) └── inline void objc_object::initInstanceIsa(Class cls, bool hasCxxDtor) |
这个调用栈中的方法涉及了多个文件中的代码，在下面的章节中会对调用的方法逐步进行分析，如果这个调用栈让你觉得很头疼，也不是什么问题。
alloc 的实现
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+ (id)alloc { return _objc_rootAlloc(self); } |
alloc 方法的实现真的是非常的简单, 它直接调用了另一个私有方法 id _objc_rootAlloc(Class cls)
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id _objc_rootAlloc(Class cls) { return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/); } |
这就是上帝类 NSObject 对 callAlloc 的实现，我们省略了非常多的代码，展示了最常见的执行路径：
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static id callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false) { id obj = class_createInstance(cls, 0); return obj; } id class_createInstance(Class cls, size_t extraBytes) { return _class_createInstanceFromZone(cls, extraBytes, nil); } |
对象初始化中最重要的操作都在 _class_createInstanceFromZone 方法中执行：
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static id _class_createInstanceFromZone(Class cls, size_t extraBytes, void *zone, bool cxxConstruct = true, size_t *outAllocatedSize = nil) { size_t size = cls->instanceSize(extraBytes); id obj = (id)calloc(1, size); if (!obj) return nil; obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor); return obj; } |
对象的大小
在使用 calloc 为对象分配一块内存空间之前，我们要先获取对象在内存的大小：
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size_t instanceSize(size_t extraBytes) { size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes; if (size ro->instanceSize; } |
实例大小 instanceSize 会存储在类的 isa_t 结构体中，然后经过对齐最后返回。
Core Foundation 需要所有的对象的大小都必须大于或等于 16 字节。
在获取对象大小之后，直接调用 calloc 函数就可以为对象分配内存空间了。
isa 的初始化
在对象的初始化过程中除了使用 calloc 来分配内存之外，还需要根据类初始化 isa_t 结构体：
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inline void objc_object::initIsa(Class cls, bool indexed, bool hasCxxDtor) { if (!indexed) { isa.cls = cls; } else { isa.bits = ISA_MAGIC_VALUE; isa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor; isa.shiftcls = (uintptr_t)cls >> 3; } } |
上面的代码只是对 isa_t 结构体进行初始化而已：
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union isa_t { isa_t() { } isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { } Class cls; uintptr_t bits; struct { uintptr_t indexed : 1; uintptr_t has_assoc : 1; uintptr_t has_cxx_dtor : 1; uintptr_t shiftcls : 44; uintptr_t magic : 6; uintptr_t weakly_referenced : 1; uintptr_t deallocating : 1; uintptr_t has_sidetable_rc : 1; uintptr_t extra_rc : 8; }; }; |
在这里并不想过多介绍关于
isa_t结构体的内容，你可以看从 NSObject 的初始化了解 isa 来了解你想知道的关于isa_t的全部内容。
init 方法
NSObject 的 - init 方法只是调用了 _objc_rootInit 并返回了当前对象：
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- (id)init { return _objc_rootInit(self); } id _objc_rootInit(id obj) { return obj; } |
总结
在 iOS 中一个对象的初始化过程很符合直觉，只是分配内存空间、然后初始化 isa_t 结构体，其实现也并不复杂，这篇文章也是这个系列文章中较为简单并且简短的一篇。
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