对象是如何初始化的（iOS）

关注仓库，及时获得更新：iOS-Source-Code-Analyze

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

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

• (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)

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：

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：

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：

size_t instanceSize(size_t extraBytes) {

size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;

if (size < 16) size = 16;

return size;

}

uint32_t alignedInstanceSize() {

return word_align(unalignedInstanceSize());

}

uint32_t unalignedInstanceSize() {

assert(isRealized());

return data()->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：

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：

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 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：

• (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。

关注仓库，及时获得更新：iOS-Source-Code-Analyze

本文转载自 Draveness 技术博客。

原文链接：https://draveness.me/object-init