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OC 底层原理:对象创建的秘密(随笔)

见解分享

在 Objective-C 中,对象创建是一个基本且核心的概念。为了深入了解对象创建的底层原理,我们将通过代码分析和随笔形式,逐步揭示对象创建的秘密,探索其背后的机制和奥妙。

我们首先从一个简单的代码示例入手:

@interface Person : NSObject
{
    NSString *name;
    int age;
}
@end

@implementation Person

- (id)init
{
    self = [super init];
    if (self) {
        name = [[NSString alloc] initWithString:@"John"];
        age = 20;
    }
    return self;
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *p1 = [[Person alloc] init];
        Person *p2 = [[Person alloc] init];
        Person *p3 = p1;

        NSLog(@"p1: %p, p2: %p, p3: %p", p1, p2, p3);
        NSLog(@"p1->name: %@, p2->name: %@, p3->name: %@", p1->name, p2->name, p3->name);
    }
    return 0;
}

这段代码中,我们定义了一个名为 Person 的类,并在 init 方法中初始化了 nameage 两个实例变量。然后,我们在 main 函数中创建了三个 Person 对象:p1p2p3

对象创建过程

为了理解对象创建的过程,我们需要深入剖析 [[Person alloc] init] 这行代码。

  1. 内存分配:

    当我们调用 [[Person alloc] 时,系统会为新对象分配一块内存空间。这块内存空间的大小由 Person 类的大小决定。

  2. 对象初始化:

    分配了内存空间后,系统会调用 init 方法来初始化对象。在这个过程中,实例变量会被赋值,对象的状态也会被初始化。

  3. 返回对象引用:

    [[Person alloc] init] 这行代码的返回值是新创建的对象的引用。这个引用指向了分配的内存空间,我们可以通过这个引用来访问和操作对象。

指针、内存管理和实例变量

在 OC 中,对象是通过指针来访问的。p1p2p3 都是指向 Person 对象的指针。

当我们使用点运算符(.)来访问对象成员时,编译器会将点运算符转换为指针运算符(->)。例如,p1->name 等价于 (*p1).name

对象的内存布局

在内存中,对象是一个连续的内存块。对象的内存布局如下:

  1. 实例变量:

    实例变量存储在对象的内存块中。每个实例变量都占据一定数量的内存空间。

  2. isa 指针:

    isa 指针指向对象的类。每个对象都有一个 isa 指针。isa 指针用于确定对象的类型。

  3. 其他信息:

    除了实例变量和 isa 指针之外,对象还可以包含其他信息,如引用计数、标志位等。

总结

通过对 OC 对象创建过程的分析,我们可以理解指针、内存管理和实例变量之间的关系。这些概念对于理解 OC 的底层原理至关重要。

进一步思考

  1. 除了 allocinit 之外,还有哪些方法可以创建对象?

  2. 对象在内存中是如何组织和管理的?

  3. 在 OC 中,对象是如何释放的?