1. OC对象的底层实现？

Objective-C的面向对象都是基于C/C++的数据结构实现的，接下来我们来探究一下OC对象的底层实现；

1.1 NSObject的底层实现

首先在main函数里面定义一个obj对象：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        NSLog(@"Hello, World!");
        NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
    }
    return 0;
}

将main.m转换为c++代码，通过如下命令：

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -F Foundation.framework -rewrite-objc main.m -o main.cpp

查看main.cpp文件，会发现这样一个结构体：

struct NSObject_IMPL {
  Class isa;
};

我们查看NSObject对象的声明：

@interface NSObject <NSObject> {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
}

通过对比我们会发现一个NSObject对象实际上就是一个结构体，通过objc的源码看到Class的定义如下，实际上它就是一个指向结构体的指针，故isa是一个指针类型；

typedef struct objc_class *Class;

1.2 自定义对象的底层实现

我们定义一个对象

@interface Person : NSObject {
    @public
    int age;
    int height;
}
@end
@implementation Person
@end

通过1.1中的命令，再来看一下它的底层实现：

struct Person_IMPL {
  struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
  int age;
  int height;
};

而NSObject_IMPL的实现如下：

struct NSObject_IMPL {
  Class isa;
};

则Person的最终实现可以理解为：

struct Person_IMPL {
  Class isa;
  int age;
  int height;
};

使用如下代码验证一下p所指向的对象就是Person_IMPL这个结构体，从打印结果可以看出确实如此

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *p = [[Person alloc] init];
        p->age = 4;
        p->height = 10;
        struct Person_IMPL *p_imp = (__bridge struct Person_IMPL *)(p);
        NSLog(@"%d", p_imp->age);//打印结果：4
    }
    return 0;
}

1.3 自定义对象的嵌套底层实现

@interface Person : NSObject {
    @public
    int age;
}
@end
@implementation Person
@end
@interface Student : Person {
    @public
    int height;
}
@end
@implementation Student
@end

通过1.1中的命令，再来看一下它的底层实现：

struct NSObject_IMPL {
    Class isa;
};
struct Person_IMPL {
    struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
    int age;
};
struct Student_IMPL {
    struct Person_IMPL Person_IVARS;
    int height;
};

而Student最终可以理解为

struct Student_IMPL {
    Class isa;
    int age;
    int height;
};

2.  alloc源码解读

2.1 创建一个Person对象，其中Person类中无任何成员变量

2.2 进入到alloc方法的源码实现中

2.3 跳转到_objc_rootAlloc函数中

2.4 callAlloc实现

hasCustomAWZ为是否实现了allocWithZone方法

// class or superclass has default alloc/allocWithZone: implementation
// Note this is is stored in the metaclass.
#define FAST_CACHE_HAS_DEFAULT_AWZ    (1<<14)
bool hasCustomAWZ() const {
    return !cache.getBit(FAST_CACHE_HAS_DEFAULT_AWZ);
}

2.5 执行_objc_rootAllocWithZone方法

2.6 执行_class_createInstanceFromZone方法

先看size = cls->instanceSize(extraBytes)，其中extraBytes为0，这里执行到了cache.fastInstanceSize(extraBytes)，如果走到了下面会看到如果分配的size小于16的话，size会强制设置为16

接着看fastInstanceSize 之后会执行到align16函数，16字节对齐算法，会发现size就是为16；

实际上类所分配的实际内存最低都为16的倍数，这一点是从操作系统的层面去考虑的，为了加快cpu的读写速度，另一方面，也为了避免数据错乱，如果感兴趣的可以下载libmalloc源码自行查看；

接下来会调用calloc以及isa的处理等，这里不再深入分析，至此整个alloc流程结束；

3. init源码解读

调用init方法（实例方法的init） 接着会来到下方，然后整个流程结束

我们会发现整个流程什么都没做，苹果这样设计的目的是什么呢?实际上这是苹果的一种设计模式就是为了将来我们在使用的时候，可以在重写init的内部做一些自定义的操作；

- (instancetype)init {
    if (self = [super init]) {
        //...
    }
    return self;
}

4. new源码解读

调用new的时候，会发现内部调用了callAlloc又调用了init函数，会发现又来到了callAlloc函数，接下来的整个过程和alloc过程一致，实际上调用new就相当于调用了alloc - init函数；

线