OC内存管理--对象的生成与销毁
栏目: Objective-C · 发布时间: 5年前
内容简介:原文链接在iOS开发中了,我们每天都会使用整个过程其实就是
原文链接 OC内存管理--对象的生成与销毁
在iOS开发中了,我们每天都会使用 + alloc
和 - init
这两个方进行对象的初始化。我们也这知道整个对象的初始化过程其实就是 开辟一块内存空间,并且初始化isa_t结构体的过程 。
alloc的实现
+ (id)alloc { return _objc_rootAlloc(self); } id _objc_rootAlloc(Class cls) { return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/); } 复制代码
整个过程其实就是 NSObject
对 callAlloc
方法的实现。
callAlloc
/* cls:CustomClass checkNil:是否检查Cls allocWithZone:是否分配到指定空间,默认为false,内部会对其进行优化 */ static ALWAYS_INLINE id callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false) { //没有class或则checkNil为YES,返回空 if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil; //确保只有Objective-C 2.0语言的文件所引用 #if __OBJC2__ //判断class有没有默认的allocWithZone方法 if (fastpath(!cls->ISA()->hasCustomAWZ())) { // class可以快速分配 if (fastpath(cls->canAllocFast())) { //hasCxxDtor();是C++析构函数,判断是否有析构函数 bool dtor = cls->hasCxxDtor(); //申请class的内存空间 id obj = (id)calloc(1, cls->bits.fastInstanceSize()); if (slowpath(!obj)) return callBadAllocHandler(cls); //初始化isa指针 obj->initInstanceIsa(cls, dtor); return obj; } else { //使用class_createInstance创建class id obj = class_createInstance(cls, 0); if (slowpath(!obj)) return callBadAllocHandler(cls); return obj; } } #endif //说明有默认的allocWithZone的方法,调用allocWithZone方法 if (allocWithZone) return [cls allocWithZone:nil]; return [cls alloc]; } 复制代码
在 __OBJC2__
下当前类有没有默认的 allocWithZone
方法是通过 hasCustomAWZ()
函数判断的。 YES
代表有则会调用 [cls allocWithZone:nil]
方法。 NO
代表没有,这时候会根据当前类是否可以快速分配, NO
的话调用 class_createInstance
函数; YES
则分配内存并初始化isa。
allocWithZone
+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone { return _objc_rootAllocWithZone(self, (malloc_zone_t *)zone); } id _objc_rootAllocWithZone(Class cls, malloc_zone_t *zone) { id obj; #if __OBJC2__ // allocWithZone under __OBJC2__ ignores the zone parameter (void)zone; obj = class_createInstance(cls, 0); #else if (!zone) { obj = class_createInstance(cls, 0); } else { obj = class_createInstanceFromZone(cls, 0, zone); } #endif if (slowpath(!obj)) obj = callBadAllocHandler(cls); return obj; } 复制代码
allocWithZone
函数的本质是调用 _objc_rootAllocWithZone
函数。
_objc_rootAllocWithZone
的逻辑分为两种情况:
- 先判断是否是
__OBJC2__
,如果是则调用class_createInstance
; - 判断
zone
是否为空,如果为空调用class_createInstance
,如果不为空,调用class_createInstanceFromZone
。
//class_createInstance id class_createInstance(Class cls, size_t extraBytes) { return _class_createInstanceFromZone(cls, extraBytes, nil); } //class_createInstanceFromZone id class_createInstanceFromZone(Class cls, size_t extraBytes, void *zone) { return _class_createInstanceFromZone(cls, extraBytes, zone); } 复制代码
class_createInstance
和 class_createInstanceFromZone
的本质都是调用 _class_createInstanceFromZone
。
另外通过前面的源代码我们可以发现: 用alloc方式创建,只要当前类有allocWithZone方法,最终一定是调用class_createInstance 。
_class_createInstanceFromZone
static __attribute__((always_inline)) id _class_createInstanceFromZone(Class cls, size_t extraBytes, void *zone, bool cxxConstruct = true, size_t *outAllocatedSize = nil) { if (!cls) return nil; assert(cls->isRealized()); bool hasCxxCtor = cls->hasCxxCtor();//构造函数 bool hasCxxDtor = cls->hasCxxDtor();//析构函数 bool fast = cls->canAllocNonpointer(); //是对isa的类型的区分,如果一个类不能使用isa_t类型的isa的话,fast就为false,但是在Objective-C 2.0中,大部分类都是支持的 //在分配内存之前,需要知道对象在内存中的大小,也就是instanceSize的作用。对象必须大于等于16字节。 size_t size = cls->instanceSize(extraBytes); if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size; id obj; if (!zone && fast) { //分配内存空间 obj = (id)calloc(1, size); if (!obj) return nil; //初始化isa指针 obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor); } else { //此时的fast 为 false //在 C语言 中,malloc表示在内存的动态存储区中分配一块长度为“size”字节的连续区域,返回该区域的首地址;calloc表示在内存的动态存储区中分配n块长度为“size”字节的连续区域,返回首地址。 if (zone) { obj = (id)malloc_zone_calloc ((malloc_zone_t *)zone, 1, size); } else { obj = (id)calloc(1, size); } if (!obj) return nil; //初始化isa指针 obj->initIsa(cls); } if (cxxConstruct && hasCxxCtor) { obj = _objc_constructOrFree(obj, cls); } return obj; } 复制代码
初始化isa
_class_createInstanceFromZone
中不光开辟了内存空间,还初始化了isa。初始化isa的方法有 initInstanceIsa
和 initIsa
,但是本质都是调用 initIsa(Class cls, bool nonpointer, bool hasCxxDtor)
。
inline void objc_object::initIsa(Class cls, bool nonpointer, bool hasCxxDtor) { assert(!isTaggedPointer()); if (!nonpointer) { isa.cls = cls; //obj->initIsa(cls) } else { //obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor); assert(!DisableNonpointerIsa); assert(!cls->instancesRequireRawIsa()); isa_t newisa(0); #if SUPPORT_INDEXED_ISA assert(cls->classArrayIndex() > 0); newisa.bits = ISA_INDEX_MAGIC_VALUE; // isa.magic is part of ISA_MAGIC_VALUE // isa.nonpointer is part of ISA_MAGIC_VALUE newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor; newisa.indexcls = (uintptr_t)cls->classArrayIndex(); #else newisa.bits = ISA_MAGIC_VALUE; // isa.magic is part of ISA_MAGIC_VALUE // isa.nonpointer is part of ISA_MAGIC_VALUE newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor; newisa.shiftcls = (uintptr_t)cls >> 3; #endif // This write must be performed in a single store in some cases // (for example when realizing a class because other threads // may simultaneously try to use the class). // fixme use atomics here to guarantee single-store and to // guarantee memory order w.r.t. the class index table // ...but not too atomic because we don't want to hurt instantiation isa = newisa; } } 复制代码
根据《OC引用计数器的原理》,现在再看一下初始化isa的方法。这个方法的意思是首先判断是否开启指针优化。
没有开启指针优化的话访问 objc_object
的 isa
会直接返回 isa_t
结构中的 cls
变量, cls
变量会指向对象所属的类的结构。
开启指针优化的话通过 newisa(0)
函数初始化一个isa,并根据 SUPPORT_INDEXED_ISA
分别设置对应的值。iOS设备的话这个值是0,所以执行 else
的代码。
到这里alloc的实现过程已经结束了,根据上面的源码分析,用一张图表示上述过程:
这里可能会有个疑问,既然 alloc
将分配内存空间和初始化isa的事情都做了,那么 init
的作用是什么呢?
init
- (id)init { return _objc_rootInit(self); } id _objc_rootInit(id obj) { return obj; } 复制代码
init
的作用就是返回当前对象。这里有个问题既然 init
只是返回当前对象,为什么要多此一举呢?
Apple给出的注释:
In practice, it will be hard to rely on this function. Many classes do not properly chain -init calls.
意思是在实践中,很难依靠这个功能。许多类没有正确链接 init
调用。所以这个函数很可能不被调用。也许是历史遗留问题吧。
new
+ (id)new { return [callAlloc(self, false/*checkNil*/) init]; } 复制代码
所以说 UIView *view = [UIView new];
和 UIView *view = [[UIView alloc]init];
是一样的。
dealloc
分析了对象的生成,我们现在看一下对象是如何被销毁的。 dealloc
的实现如下:
- (void)dealloc { _objc_rootDealloc(self); } void _objc_rootDealloc(id obj) { assert(obj); obj->rootDealloc(); } inline void objc_object::rootDealloc() { if (isTaggedPointer()) return; // fixme necessary? if (fastpath(isa.nonpointer && !isa.weakly_referenced && !isa.has_assoc && !isa.has_cxx_dtor && !isa.has_sidetable_rc)) { assert(!sidetable_present()); free(this); } else { object_dispose((id)this); } } 复制代码
rootDealloc
分为三种情况:
object_dispose
objc_destructInstance
我们先看 object_dispose
函数的源码:
id object_dispose(id obj) { if (!obj) return nil; objc_destructInstance(obj); free(obj); return nil; } 复制代码
做了两件事情:
objc_destructInstance
objc_destructInstance
的实现如下:
/*********************************************************************** * objc_destructInstance * Destroys an instance without freeing memory. * Calls C++ destructors. * Calls ARC ivar cleanup. * Removes associative references. * Returns `obj`. Does nothing if `obj` is nil. **********************************************************************/ void *objc_destructInstance(id obj) { if (obj) { // Read all of the flags at once for performance. bool cxx = obj->hasCxxDtor();//是否有析构函数 bool assoc = obj->hasAssociatedObjects();//是否有关联对象 // This order is important. if (cxx) object_cxxDestruct(obj);//调用析构函数 if (assoc) _object_remove_assocations(obj);//删除关联对象 obj->clearDeallocating();//清空引用计数表并清除弱引用表 } return obj; } 复制代码
objc_destructInstance
做了三件事情:
object_cxxDestruct _object_remove_assocations clearDeallocating
object_cxxDestruct
在源码中 object_cxxDestruct
的实现由 object_cxxDestructFromClass
完成。
static void object_cxxDestructFromClass(id obj, Class cls) { void (*dtor)(id); // Call cls's dtor first, then superclasses's dtors. for ( ; cls; cls = cls->superclass) { if (!cls->hasCxxDtor()) return; dtor = (void(*)(id)) lookupMethodInClassAndLoadCache(cls, SEL_cxx_destruct); if (dtor != (void(*)(id))_objc_msgForward_impcache) { if (PrintCxxCtors) { _objc_inform("CXX: calling C++ destructors for class %s", cls->nameForLogging()); } (*dtor)(obj); } } } 复制代码
这段代码的意思就是沿着继承链逐层向上搜寻 SEL_cxx_destruct
这个 selector
,找到函数实现(void (*)(id)(函数指针)并执行。说白了就是找析构函数,并执行析构函数。
析构函数中书如何处理成员变量的?
objc_storeStrong(&ivar, nil) objc_destroyWeak(&ivar)
关于这个函数 Sunnyxx ARC下dealloc过程及.cxx_destruct的探究 中也有提到。
用一张图表示 dealloc
的流程:
至于 dealloc
的调用时机,是跟引用计数器相关的。
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持 码农网
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