autoreleasepool 学习笔记

前言

关于AutoreleasePool的实现原理，有很多很多优秀的博客(都是大神们无私的奉献)，他们都对其进行了详细的介绍，我也是看这些文章配合runtime源码进行学习的。文章只是做了一些干练的总结，方便自己或者他人复习，具体的细节以及分析就不写了（大神们写得太好了），想要学习的移步大神们的博客。（ps: 虽然这些博客中的runtime部分源码已经修改，但是其基本逻辑还是没有变动的，runtime可调式工程在此下载）

大神的文章

黑幕背后的Autorelease - sunnyxx大神
Objective-C Autorelease Pool 的实现原理 - 雷纯锋的技术博客

@autoreleasepool的实质

通过clang -rewrite-objc指令可以将：

int main (int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

    }
}

转换成：

extern "C" __declspec(dllimport) void * objc_autoreleasePoolPush(void);
extern "C" __declspec(dllimport) void objc_autoreleasePoolPop(void *);

struct __AtAutoreleasePool {
  __AtAutoreleasePool() {atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}
  ~__AtAutoreleasePool() {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}
  void * atautoreleasepoolobj;
};

#define __OFFSETOFIVAR__(TYPE, MEMBER) ((long long) &((TYPE *)0)->MEMBER)


int main (int argc, char * argv[]) {
 /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 

 }
}

可以看到编译器实质用一个栈上的c++对象来替换@autoreleasepool{}；并在对象的构造中调用了：objc_autoreleasePoolPush()；在析构中调用了：objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj)。

其实际都是调用runtime中c++类AutoreleasePoolPage的push和pop方法。

AutoreleasePoolPage的定义

看一下AutoreleasePoolPage中定义的成员变量：

class AutoreleasePoolPage 
{
    magic_t const magic;
    id *next;
    pthread_t const thread;
    AutoreleasePoolPage * const parent;
    AutoreleasePoolPage *child;
    uint32_t const depth;
    uint32_t hiwat;
}

各个变量基本上都能见其名知其意。

• autorelease类型的对象都是通过AutoreleasePoolPage管理的。
• 在masOS中每个page的大小是4096个字节。

对于page的大小，可以从源码中看到：

 static void * operator new(size_t size) {
    return malloc_zone_memalign(malloc_default_zone(), SIZE, SIZE);
}
static void operator delete(void * p) {
    return free(p);
}

其重写了运算new和delete，而SIZE在macOS下定义为4096。

• 内存从低址值存依次放着各个成员变量（56个字节）；然后存放POOL_BOUNDARY和autorelease类型对象的指针。
• 其中next是指向下一个autorelease类型对象的指针该存放的位置。
• 每个AutoreleasePoolPage对象通过parent和child来连接（双链表）。
• 在autoreleasepool中嵌套autoreleasepool实际上是在page中push一个POOL_BOUNDARY(nil)。

当调用对象的autorelease方法时，该对象的指针会被存放到page中，而当page进行pop操作时，会根据传入的POOL_BOUNDARY(nil)指针的地址来释放大于此地址的page中的对象。

结尾

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。