iOS ------ autoreleasePool

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猴君
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一,@autoReleasePool{}

int main(int argc, const char * argv[]) {     @autoreleasepool {          }     return 0; } 

我们平时创建一个main函数的代码的时候,就会发现其中有一个这个东西@autoreleasepool{},使用clang编译之后:@autoreleasepool{…}被编译成了{__AtAutoreleasePool__autoreleasepool; … }。

__AtAutoreleasePool到底是什么?

struct __AtAutoreleasePool {     // 构造函数   __AtAutoreleasePool() {atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}     // 析构函数   ~__AtAutoreleasePool() {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}   void * atautoreleasepoolobj; }; 

它其实是一个结构体,在创建__AtAutoreleasePool结构体变量的时候调用了objc_autoreleasePoolPush(void),销毁的时候会调动objc_autoreleasePoolPop(void *),分别是构造函数和析构函数,所以我们可以看出其其实是一个C++封装的自动释放池变量,会将@autoreleasepool{…}中{}中的内容添加到自动释放池中,方便内存管理。

二,AutoreleasePoolPage

从上边的__AtAutoreleasePool我们可以看到这两个方法objc_autoreleasePoolPushobjc_autoreleasePoolPop

void *objc_autoreleasePoolPush(void) {     return AutoreleasePoolPage::push(); }   void objc_autoreleasePoolPop(void *ctxt) {     AutoreleasePoolPage::pop(ctxt); } 

这里又引入了新的类AutoreleasePoolPage

class AutoreleasePoolPage {     magic_t const magic;//AutoreleasePoolPage 完整性校验     id *next;//存放下一个autorelease对象的地址     pthread_t const thread; //AutoreleasePoolPage 所在的线程     AutoreleasePoolPage * const parent;//父节点     AutoreleasePoolPage *child;//子节点     uint32_t const depth;//深度,也可以理解为当前page在链表中的位置     uint32_t hiwat; } 
  • 其实自动释放池(即所有的AutoreleasePoolPage对象)其实就是一个由AutoreleasePoolPage构成的双向链表。
  • 每个AutoreleasePoolPage对象占用4096字节内存,其中56个字节用来存放它内部的成员变量,剩下的空间用来存放autorelease对象的地址。

在这里插入图片描述

  • 调用push()方法,往自动释放池中添加一个POOL_BOUNDARY,并返回它存放的内存地址;接着每有一个对象调用autorelease方法,会将它的内存地址添加进自动释放池中。
  • 会调用pop方法的传参token即为POOL_BOUNDARY对应在Page中的地址。当销毁自动释放池时,会调用pop()方法将自动释放池中的autorelease对象全部释放(实际上是从自动释放池的中的最后一个入栈的autorelease对象开始,依次给它们发送一条release消息,直到遇到这个POOL_BOUNDARY

讲一下POOL_BOUNDARY

  • POOL_BOUNDARY的前世叫做POOL_SENTINEL,称为哨兵对象或者边界对象;
  • POOL_BOUNDARY用来区分不同的自动释放池,以解决自动释放池嵌套的问题;

Autoreleasepool嵌套探究

单个page嵌套(autorelease对象较少)

由于ARC环境下不能调用autorelease等方法,所以需要将工程切换为MRC环境。

int main(int argc, const char * argv[]) {     _objc_autoreleasePoolPrint();             // print1     @autoreleasepool { //r1 = push()         _objc_autoreleasePoolPrint();         // print2         NSObject *p1 = [[[NSObject alloc] init] autorelease];         NSObject *p2 = [[[NSObject alloc] init] autorelease];         _objc_autoreleasePoolPrint();         // print3         @autoreleasepool { //r2 = push()             NSObject *p3 = [[[NSObject alloc] init] autorelease];             _objc_autoreleasePoolPrint();     // print4             @autoreleasepool { //r3 = push()                 NSObject *p4 = [[[NSObject alloc] init] autorelease];                 _objc_autoreleasePoolPrint(); // print5             } //pop(r3)             _objc_autoreleasePoolPrint();     // print6         } //pop(r2)         _objc_autoreleasePoolPrint();         // print7     } //pop(r1)     _objc_autoreleasePoolPrint();             // print8     return 0; } 

autorelease对象的进出栈流程图如下所示。它们的作用域只在@autoreleasepool{}之间,超出之后就全部调用pop释放。

在这里插入图片描述

印证了上面的push和pop方法和POOL_BOUNDARY的原理

多个page嵌套(autorelease对象较少)

int main(int argc, const char * argv[]) {     @autoreleasepool { //r1 = push()         for (int i = 0; i < 600; i++) {             NSObject *p = [[[NSObject alloc] init] autorelease];         }         @autoreleasepool { //r2 = push()             for (int i = 0; i < 500; i++) {                 NSObject *p = [[[NSObject alloc] init] autorelease];             }             @autoreleasepool { //r3 = push()                 for (int i = 0; i < 200; i++) {                     NSObject *p = [[[NSObject alloc] init] autorelease];                 }                 _objc_autoreleasePoolPrint();             } //pop(r3)         } //pop(r2)     } //pop(r1)     return 0; } 

一个AutoreleasePoolPage对象的内存大小为4096个字节,它自身成员变量占用内存56个字节,所以剩下的4040个字节用来存储autorelease对象的内存地址。又因为64bit下一个OC对象的指针所占内存为8个字节,所以一个Page可以存放505个对象的地址。

当一个page满的时候,会创建一个新的page,并且每个page之间是以栈为结点通过双向链表的形式组合而成。

在这里插入图片描述

autorelease和RunLoop

iOS在主线程RunLoop中注册了两个Observer

  • 第1个Observer监听了kCFRunLoopEntry事件,在即将进入RunLoop时,会调用objc_autoreleasePoolPush(),自动创建一个__AtAutorreleasePool结构体对象。
  • 第2个Observer
    • ① 监听了kCFRunLoopBeforeWaiting事件,RunLoop即将休眠时,会调用objc_autoreleasePoolPop()objc_autoreleasePoolPush();释放旧的池,创建新的池。
    • ② 监听了kCFRunLoopBeforeExit事件,RunLoop即将退出时,会调用objc_autoreleasePoolPop()释放自动释放池。

在这里插入图片描述

总结:

  • 自动释放池本质是一个AutoReleasePoolPage结构体对象,是一个栈结构存储的页,每一个AutoReleasePoolPage都是一个双向链表的形式连接。
  • 自动释放池的压栈和出栈主要是通过__AtAutoreleasePool的构造函数和析构函数objc_autoreleasePoolPushobjc_autoreleasePoolPop
  • 调用push操作就是创建一个新的AutoreleasePoolPage,对AutoreleasePoolPage的具体操作就是插入一个哨兵,并返回插入哨兵POOL_BOUNDARY的内存地址,每有对象调用autorelease方法,会将对象的内存地址添加进page中。
  • 调用pop操作的时候,传入的参数就是push返回的哨兵POOL_BOUNDARY的内存地址token,从自动释放池最后pushautorelease对象开始依次release释放掉,直到遇到哨兵POOL_BOUNDARY

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