揭露NSString 的奥秘

NSString 使我们最经常使用的Objective-C的字符串类，但是可能我们对他还不是非常的了解。本篇文章，会记录我在使用NSString时遇到的疑问，以及答疑（本篇文章，是上篇文章测试autoreleasePool所印出来的）

先来看一下代码
(声明:使用__weak为了方便测试，不关乎cpu消耗问题)

@implementation ViewController

__weak NSString *weakString1 = nil;
__weak NSString *weakString2 = nil;
__weak NSString *weakString3 = nil;
__weak NSString *weakString4 = nil;
__weak NSString *weakString5 = nil;

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    NSString *string1 = @"str------------";
    NSString *string2 = [NSString stringWithString:@"str------------"];
    NSString *string3 = [[NSString alloc] initWithString:@"str------------"];
    NSString *string4 = [NSString stringWithFormat:@"str------------"];
    NSString *string5 = [[NSString alloc] initWithFormat:@"str------------"];
    
    weakString1 = string1;
    weakString2 = string2;
    weakString3 = string3;
    weakString4 = string4;
    weakString5 = string5;
    
    
    NSLog(@"str1:%@ %p", weakString1, weakString1);
    NSLog(@"str2:%@ %p", weakString2, weakString2);
    NSLog(@"str3:%@ %p", weakString3, weakString3);
    NSLog(@"str4:%@ %p", weakString4, weakString4);
    NSLog(@"str5:%@ %p", weakString5, weakString5);
    NSLog(@"--------------------------------------");
}

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];
    NSLog(@"str1:%@ %p", weakString1, weakString1);
    NSLog(@"str2:%@ %p", weakString2, weakString2);
    NSLog(@"str3:%@ %p", weakString3, weakString3);
    NSLog(@"str4:%@ %p", weakString4, weakString4);
    NSLog(@"str5:%@ %p", weakString5, weakString5);
    NSLog(@"--------------------------------------");
}

- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {
    [super viewDidAppear:animated];
    NSLog(@"str1:%@ %p", weakString1, weakString1);
    NSLog(@"str2:%@ %p", weakString2, weakString2);
    NSLog(@"str3:%@ %p", weakString3, weakString3);
    NSLog(@"str4:%@ %p", weakString4, weakString4);
    NSLog(@"str5:%@ %p", weakString5, weakString5);
}

结果

2019-02-18 17:45:36.867279+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] str1:str------------ 0x10bf1d078
2019-02-18 17:45:36.867453+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] str2:str------------ 0x10bf1d078
2019-02-18 17:45:36.867553+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] str3:str------------ 0x10bf1d078
2019-02-18 17:45:36.867681+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] str4:str------------ 0x60400005fcb0
2019-02-18 17:45:36.867789+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] str5:str------------ 0x60400005f920
2019-02-18 17:45:36.867879+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] --------------------------------------
2019-02-18 17:45:36.868021+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] str1:str------------ 0x10bf1d078
2019-02-18 17:45:36.868099+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] str2:str------------ 0x10bf1d078
2019-02-18 17:45:36.868192+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] str3:str------------ 0x10bf1d078
2019-02-18 17:45:36.868287+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] str4:str------------ 0x60400005fcb0
2019-02-18 17:45:36.868381+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] str5:(null) 0x0
2019-02-18 17:45:36.868461+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] --------------------------------------
2019-02-18 17:45:36.879873+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] str1:str------------ 0x10bf1d078
2019-02-18 17:45:36.879998+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] str2:str------------ 0x10bf1d078
2019-02-18 17:45:36.880261+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] str3:str------------ 0x10bf1d078
2019-02-18 17:45:36.880398+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] str4:(null) 0x0
2019-02-18 17:45:36.880570+0800 AutoreleasePool[25715:4092337] str5:(null) 0x0

结果是不是和猜想的优点不一样。其实开始的时候我也是有些奇怪，更奇怪的内存释放问题，我们看到1、2、3中情况不仅内存地址一样而且没有释放。而第四种情况则是viewDidAppear中释放，当然这就是跟我们上次说的autoreleasepool有关系，5则是应该和我想的一样。

想要理解上边情况，我们需要几方面的知识
关于存储区域
iOS程序分为5大存储区域
1. 栈区
  此区域是系统分配函数参数。局部变量，由系统分配和释放
2. 堆区
  此区域是程序猿自己分配变量、需要自己释放
3. 全局区（也叫做静态区）
  这个区域存放全局变量和静态变量，据说已经初始化的全局变量和静态变量放在一块区域，未初始化的在另一块区域
4. 文字常量区
  存放常量，字符串常量就是放在这里，此区域内容会程序结束而释放
5. 代码区
  存放函数体的二进制代码

autoreleasePool
关于autoreleasepool相关的知识，之前的文章已经总结过。传送门

解释1.输出结果
由于通过字面量的方式创建的字符串，存放在字符常量区，我们知道此区域的常量特点，不会释放，所以，任何情况下都存在。2、3方式创建方式相当于1方式创建，所以当你写2、3方式创建的时候，编译器会提示Using 'stringWithString:' with a literal is redundant，这种方式完全是多余的。此种方式不会再堆区域，开辟空间，而且此区域，只要常量区的值相等，那么都只会开辟一个内存空间。
关于4、5创建方式，都会在对区域开辟空间，但是他们的创建还有些不同，就是我们所讲的autorelease的问题，关于内存管理的问题，此问题相关传送门已经讲述，就不在这里口舌了。

4.延伸问题
当字符串长度小于等于9和大于9, 有区别吗？当然有的，我们将1的例子，字符创全部改为@“12345678”，看一下控制台输出：

019-02-18 18:12:57.593888+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] str1:12345678 0x10cc28078
2019-02-18 18:12:57.594143+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] str2:12345678 0x10cc28078
2019-02-18 18:12:57.594299+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] str3:12345678 0x10cc28078
2019-02-18 18:12:57.594464+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] str4:12345678 0xa007a87dcaecc2a8
2019-02-18 18:12:57.594582+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] str5:12345678 0xa007a87dcaecc2a8
2019-02-18 18:12:57.594711+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] --------------------------------------
2019-02-18 18:12:57.594960+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] str1:12345678 0x10cc28078
2019-02-18 18:12:57.595088+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] str2:12345678 0x10cc28078
2019-02-18 18:12:57.595211+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] str3:12345678 0x10cc28078
2019-02-18 18:12:57.595343+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] str4:12345678 0xa007a87dcaecc2a8
2019-02-18 18:12:57.595471+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] str5:12345678 0xa007a87dcaecc2a8
2019-02-18 18:12:57.595590+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] --------------------------------------
2019-02-18 18:12:57.599333+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] str1:12345678 0x10cc28078
2019-02-18 18:12:57.599475+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] str2:12345678 0x10cc28078
2019-02-18 18:12:57.599589+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] str3:12345678 0x10cc28078
2019-02-18 18:12:57.599704+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] str4:12345678 0xa007a87dcaecc2a8
2019-02-18 18:12:57.599809+0800 AutoreleasePool[26062:4111242] str5:12345678 0xa007a87dcaecc2a8

什么情况？全部都没有释放？
这是因为什么？
我们采用lldb命令看一下，他们的真实类型
p string1
(__NSCFConstantString *) 5 = 0xa007a87dcaecc2a8 @"12345678"
string1、string2、string3 依然是字符创常量（__NSCFConstantString）和我们上边论述无疑
而string4、string5 却是NSTaggedPointerString，其实就是taggedPointer对象，直译过来就是标签指针。此类指针对象并不是真正的对象，他没有真正指向的内存，其中用最高位标识是taggedPointer具体对象，最低位标识相关类型或者属性（比如NSNumber标识具体类型，NSString 标识长度）。所以它不会开辟堆空间，内存管理也不由我们管理。

总结

NSString 初始化不同存储的区域也会不同，生命周期也会不同；

NSString fomat方式初始化，会根据字符串的长短，优化处理，小于等于9的采用taggedPointer的方式存储，大于9采用将会开辟空间，存储在堆区域；

非stringWithFormat方式初始化，用到autorelease的内存管理，大于9的字符串如果想要及时释放，可以采用手动添加@autoreleasepool的方式。

推荐一篇文章，其中详细写了taggedPointer，为什么会出现，解决什么问题，以及相关的知识

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