深入解析iOS Runtime之alloc函数的实现过程

前言

在iOS开发中，alloc函数是使用频率极高的函数之一，它用于为对象分配内存空间。然而，许多开发者对alloc函数的内部实现却并不了解。本文将深入剖析alloc函数的实现过程，帮助开发者更好地理解iOS Runtime的运行机制。

alloc函数的实现

alloc函数的实现位于objc-runtime.h头文件中，其原型如下：

id alloc(Class cls);

alloc函数接受一个Class类型的参数，并返回一个指向该类新创建的对象的指针。

fastpath

当alloc函数被调用时，它首先会检查Objective-C的版本。如果Objective-C的版本是2.0或更高，那么alloc函数就会走快速路径（fastpath）。

快速路径的实现非常简单，它直接调用objc_allocateClassPair函数为对象分配内存空间。

id alloc(Class cls) {
    if ([cls isKindOfClass:[__ObjCMetaClass class]]) {
        return cls->isa->alloc(cls);
    }
    return objc_allocateClassPair(cls, nil, 0);
}

slowpath

如果Objective-C的版本不是2.0或更高，那么alloc函数就会走慢速路径（slowpath）。

慢速路径的实现相对复杂一些，它首先会检查cls参数是否为元类（meta class）。如果是元类，那么alloc函数就会调用元类的alloc方法来分配内存空间。

如果不是元类，那么alloc函数就会调用malloc函数来分配内存空间。

id alloc(Class cls) {
    if ([cls isKindOfClass:[__ObjCMetaClass class]]) {
        return cls->isa->alloc(cls);
    }

    id obj = malloc(class_getInstanceSize(cls));
    bzero(obj, class_getInstanceSize(cls));

    return obj;
}

相关的数据结构

objc_class

objc_class结构体是Objective-C类在内存中的表示。它包含了类的名称、父类、实例变量、方法列表等信息。

objc_object

objc_object结构体是Objective-C对象在内存中的表示。它包含了对象的isa指针、实例变量等信息。

isa指针

isa指针指向对象的类。它是一个非常重要的指针，它决定了对象的类型以及可以调用的方法。

总结

本文深入剖析了iOS Runtime中alloc函数的实现过程，从判断Objective-C版本，到快速路径的处理，再到慢速路径的详细分析，并对相关的数据结构进行了详细的介绍。通过对alloc函数的深入理解，可以帮助开发者更好地掌握iOS Runtime的运行机制，并为进一步学习iOS开发打下坚实的基础。