iOS 内存管理

在iOS5之前，想要获取对象的内存空间，需要手动的retain，并使用release释放内存。这种操作是MRC。从iOS5之后，Objective-C的内存管理机制为ARC。简单的来说，就是在代码中会自动的加入retain/release。在MRC的时候，需要手动的处理内存管理的引用计数的代码现在由编译器自动完成。
ARC的作用是为了解决retain和release的匹配问题，则之前的手动管理内存的内存泄露或者重复释放的问题则将不复存在。
ARC和Garbage Collection的区别在于Garbage Collection是runtime（运行时）时管理内存，可以解决retain cycle（保留环）。而ARC是在compile time（编译时）时管理内存。

内存管理

内存泄露:该释放的对象没有泄露。比如循环引用。
在iOS中，使用引用计数来管理OC对象的内存
一个新创建的OC对象引用计数默认是1，当引用计数减为0，OC对象就会销毁，释放其占用的内存空间
调用retain会使OC对象的引用计数加1，调用release会使OC对象的引用计数减1
当调用alloc、new、copy、mutableCopy方法返回一个对象时，在不需要它的时候，要调用release、autorelease来释放它

Tagged Pointer

从64bit开始，iOS引入了Tagged Pointer技术，用于优化NSNumber、NSDate、NSString等小对象的存储。
在没有使用Tagged Pointer之前， NSNumber等对象需要动态分配内存、维护引用计数等，NSNumber指针存储的是堆中NSNumber对象的地址值。
使用Tagged Pointer之后，NSNumber指针里面存储的数据变成了：Tag + Data，也就是将数据直接存储在了指针中。
当指针不够存储数据时，才会使用动态分配内存的方式来存储数据
nobjc_msgSend能识别Tagged Pointer，比如NSNumber的intValue方法，直接从指针提取数据，节省了以前的调用开销
如何判断一个指针是否为Tagged Pointer？
✔️iOS平台，最高有效位是1（第64bit）
✔️Mac平台，最低有效位是1

OC对象的内存管理

在iOS中，使用引用计数来管理OC对象的内存
一个新创建的OC对象引用计数默认是1，当引用计数减为0，OC对象就会销毁，释放其占用的内存空间
调用retain会让OC对象的引用计数+1，调用release会让OC对象的引用计数-1
内存管理的经验总结
✔️当调用alloc、new、copy、mutableCopy方法返回了一个对象，在不需要这个对象时，要调用
release或者autorelease来释放它
✔️想拥有某个对象，就让它的引用计数+1；不想再拥有某个对象，就让它的引用计数-1
可以通过以下私有函数来查看自动释放池的情况
pextern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);

深拷贝和浅拷贝（copy）

拷贝的目的：产生一个副本对象，跟源对象互不影响

1）浅拷贝是两个变量指向了同一块内存区域，拷贝指针，不产生新的对象
2）深拷贝是两个变量指向了不同的区域，拷贝内容，产生新的对象
3）可变对象的copy和mutableCopy方法都是深拷贝
✔️不可变对象的copy方法是浅复制，mutableCopy是深复制
✔️调用copy方法返回的对象是不可变对象
✔️调用mutableCopy方法返回的对象是可变对象
4）单层深复制：对集合对象来说，深复制时只是将第一层对象进行了深复制，内部的对象仍然是浅复制

NSArray属性使用copy修饰，在set方法中，先进行release,再进行copy操作

引用计数的存储

在64bit中，引用计数可以直接存储在优化过的isa指针中，也可能存储在SideTable类中

       struct SideTable{
          spinlock_t  slock;
          RefcountMap refcnts;
          weak_table_t weak_table;
     }

refcnts是一个存放着对象引用计数的散列表
assign与retain

使用CADisplayLink、NSTimer有什么注意点？

1、CADisplayLink、NSTimer会对target产生强引用，如果target又对它们产生强引用，那么就会引发循环引用
2、不准时的问题
解决方案
1、使用block
直接使用__weakSelf也是不行。target是一个参数，使用__weakSelf是把指针赋值给target。
还是一个强指针
2、使用代理对象NSProxy,作为中间值。NSProxy为弱引用。

介绍下内存的几大区域

代码段：编译之后的代码
数据段
✔️ 字符串常量：比如NSString *str = @"123"
✔️ 已初始化数据：已初始化的全局变量、静态变量等
✔️ 未初始化数据：未初始化的全局变量、静态变量等
栈：函数调用开销，比如局部变量。分配的内存空间地址越来越小
堆：通过alloc、malloc、calloc等动态分配的空间，分配的内存空间地址越来越大

讲一下你对 iOS 内存管理的理解

ARC 都帮我们做了什么？

利用LLVM编译器自动生成release，retain
+ Runtime相互协作

weak指针的实现原理

__weak：出了区域，修饰的对象变成nil。防止野指针的出现
__strong:出了局部区域，强引用所修饰的对象，对象不会消失
__unsafe_unretained:出了局部区域，修饰的对象指针还在，出现野指针。

原理：

1、初始化时：runtime会调用objc_initWeak函数，初始化一个新的weak指针指向对象的地址。
2、添加引用时：objc_initWeak函数会调用 storeWeak() 函数， storeWeak() 的作用是更新指针指向，创建对应的弱引用表。
3、释放时,调用clearDeallocating函数。clearDeallocating函数首先根据对象地址获取所有weak指针地址的数组，然后遍历这个数组把其中的数据设为nil，最后把这个entry从weak表中删除，最后清理对象的记录。

当一个对象要释放时，会自动调用dealloc，接下的调用轨迹是
✔️dealloc
✔️_objc_rootDealloc
在这个方法内判断是否有弱引用指针
✔️rootDealloc
✔️object_dispose
✔️objc_destructInstance、free
清除成员变量，以及将指向对象的弱指针置为nil
将弱引用存到一个hash表（弱引用表），要销毁时，取出hash表中对应的弱指针

Autorelease原理

     struct __AtAutoreleasePool {
          __AtAutoreleasePool() { // 构造函数，在创建结构体的时候调用
              atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
         }
        ................
         ~__AtAutoreleasePool() { // 析构函数，在结构体销毁的时候调用
             objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
        }
 
        void * atautoreleasepoolobj;
     };

当创建autorelease对象的时候，就会调用构造函数
当离开作用域，就会调用析构函数，参数也就是构造函数的值
调用了autorelease的对象最终都是通过AutoreleasePoolPage对象来管理的

class AutoreleasePoolPage{
  magic_t const magic; // 用于校验的字段
  id *next; // 当前存储自动释放对象的指针
  pthread_t const thread; // 当前释放池所在的线程
  AutoreleasePoolPage *const parent; // 前一个节点
  AutoreleasePoolPage *child; // 下一个节点
  uint32_t const depth; // 深度
  uint32_t hitwat;
}

每个AutoreleasePoolPage对象占用4096字节内存，除了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
所有的AutoreleasePoolPage对象通过双向链表的形式连接在一起
调用push方法会将一个POOL_BOUNDARY入栈，并且返回其存放的内存地址
调用pop方法时传入一个POOL_BOUNDARY的内存地址，会从最后一个入栈的对象开始发送release消息，直到遇到这个POOL_BOUNDARY
id *next指向了下一个能存放autorelease对象地址的区域
iOS在主线程的Runloop中注册了2个Observer
✔️第1个Observer监听了kCFRunLoopEntry事件，会调用objc_autoreleasePoolPush()
✔️第2个Observer监听了kCFRunLoopBeforeWaiting事件，会调用objc_autoreleasePoolPop()、objc_autoreleasePoolPush()
监听了kCFRunLoopBeforeExit事件，会调用objc_autoreleasePoolPop()

autorelease对象在什么时机会被调用release

这个对象是由RunLoop控制的，他是在所属的当次RunLoop循环休眠之前调用release。

方法里有局部对象，出了方法后会立即释放吗

在MRC环境中，如果加入autorelease，则是在等当次RunLoop循环休眠之前调用release后，释放；
在ARC环境中，出了方法后立即释放。