一.定时器
1.CADisplayLink、NSTimer
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。
解决方案
方式一：使用 block 的形式触发定时器
方式二：使用继承自 NSObject 的中间对象
@interface MJProxy1 : NSObject
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;
@property (weak, nonatomic) id target;
@end
@implementation MJProxy1
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
MJProxy1 *proxy = [[MJProxy1 alloc] init];
proxy.target = target;
return proxy;
}
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
return self.target;
}
@end
方式三：使用继承自 NSProxy 的中间对象
@interface MJProxy : NSProxy
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;
@property (weak, nonatomic) id target;
@end
@implementation MJProxy
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
// NSProxy对象不需要调用init，因为它本来就没有init方法
MJProxy *proxy = [MJProxy alloc];
proxy.target = target;
return proxy;
}
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
return [self.target methodSignatureForSelector:sel];
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
[invocation invokeWithTarget:self.target];
}
@end
使用中间对象解决循环引用的思路：
NSProxy 与 NSObject
NSProxy 做代理，比 NSObject 的优势
- NSProxy 不会去父类搜索方法，会直接走消息转发流程，效率更高。
- NSProxy 没有 - (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector 方法
另外，NSObject 是普通的 OC 对象，而 NSProxy 调用 isKindOfClass 会匹配其代理类型，如下图
查看 NSProxy 的 isKindOfClass 如下：
内部也走的消息转发。
2.GCD Timer
NSTimer 依赖于 RunLoop，如果 RunLoop 的任务过于繁重，可能会导致 NSTimer 不准时。而GCD 的定时器会更加准时。
demo
注：GCD Timer 无需手动释放内存
Timer 封装
static NSMutableDictionary *timers_;
dispatch_semaphore_t semaphore_;
+ (void)initialize
{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
timers_ = [NSMutableDictionary dictionary];
semaphore_ = dispatch_semaphore_create(1);
});
}
+ (NSString *)execTask:(void (^)(void))task start:(NSTimeInterval)start interval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats async:(BOOL)async
{
if (!task || start < 0 || (interval <= 0 && repeats)) return nil;
// 队列
dispatch_queue_t queue = async ? dispatch_get_global_queue(0, 0) : dispatch_get_main_queue();
// 创建定时器
dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
// 设置时间
dispatch_source_set_timer(timer,
dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, start * NSEC_PER_SEC),
interval * NSEC_PER_SEC, 0);
dispatch_semaphore_wait(semaphore_, DISPATCH_TIME_FOREVER);
// 定时器的唯一标识
NSString *name = [NSString stringWithFormat:@"%zd", timers_.count];
// 存放到字典中
timers_[name] = timer;
dispatch_semaphore_signal(semaphore_);
// 设置回调
dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
task();
if (!repeats) { // 不重复的任务
[self cancelTask:name];
}
});
// 启动定时器
dispatch_resume(timer);
return name;
}
+ (NSString *)execTask:(id)target selector:(SEL)selector start:(NSTimeInterval)start interval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats async:(BOOL)async
{
if (!target || !selector) return nil;
return [self execTask:^{
if ([target respondsToSelector:selector]) {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Warc-performSelector-leaks"
[target performSelector:selector];
#pragma clang diagnostic pop
}
} start:start interval:interval repeats:repeats async:async];
}
+ (void)cancelTask:(NSString *)name
{
if (name.length == 0) return;
dispatch_semaphore_wait(semaphore_, DISPATCH_TIME_FOREVER);
dispatch_source_t timer = timers_[name];
if (timer) {
dispatch_source_cancel(timer);
[timers_ removeObjectForKey:name];
}
dispatch_semaphore_signal(semaphore_);
}
二.内存布局
1.内存布局
验证：高地址和低地址
int a = 10;
int b;
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
static int c = 20;
static int d;
int e;
int f = 20;
NSString *str = @"123";
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
NSLog(@"\n&a=%p\n&b=%p\n&c=%p\n&d=%p\n&e=%p\n&f=%p\nstr=%p\nobj=%p\n",
&a, &b, &c, &d, &e, &f, str, obj);
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
/*
字符串常量
str=0x10dfa0068
已初始化的全局变量、静态变量
&a =0x10dfa0db8
&c =0x10dfa0dbc
未初始化的全局变量、静态变量
&d =0x10dfa0e80
&b =0x10dfa0e84
堆
obj=0x608000012210
栈
&f =0x7ffee1c60fe0
&e =0x7ffee1c60fe4
*/
三.OC 对象的内存管理
1. Tagged Pointer（小型对象存储技术）
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
objc_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
判断您是否为 Tagged Pointer
一个问题
打印两个字符串的内存地址，发现第一个长字符串在堆空间。第二个短字符串，直接将字符串的内容存在指针中，触发了 Tagged Pointer
打印类型也可以发现是 NSTaggedPointerString 类型
第一个直接奔溃，多线程异步对 name 赋值，会同时进入到 setter 方法，这时有可能多次调用 release 操作，造成坏内存访问。
第二个字符串"abc" 属于 Tagged Pointer，所以它不是一个 OC 对象，不会调用 setter 方法，会直接提取内存中的字符串值进行赋值。
小技巧：判断一个对象是否是 OC 对象，看二进制的最后一位，如果不是0，则不是 OC 对象。（堆空间地址内存对齐，最后一位一定是0）
2. MRC
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
- extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);
setter 方法的内存管理
- 对象属性的 setter 方法中，要进行一次 retain 或 copy
- 属性重新赋值时，要对之前的对象进行 release，在对新对象进行 retain
- 属性重新赋值时，要判断赋值的对象和之前的对象是否一样，不一样时才会 release
- 基本数据类型不需要进行内存管理
retain setter
- (MJDog *)dog
{
return _dog;
}
- (void)setDog:(MJDog *)dog
{
if (_dog != dog) {
[_dog release];
_dog = [dog retain];
}
}
基本数据类型不进行内存管理（assign）
- (void)setAge:(int)age
{
_age = age;
}
- (int)age
{
return _age;
}
copy setter
- (void)setData:(NSArray *)data
{
if (_data != data) {
[_data release];
_data = [data copy];
}
}
dealloc 内存管理
- dealloc 中对对象属性进行一次 release
- dealloc 方法中要调用 super
- MRC 下设置 @property 会自动生成 setter 和 getter，但 dealloc 中仍然需要进行内存管理
- 保持计数器的平衡，有+1就要有-1
- (void)dealloc
{
[_dog release];
_dog = nil;
// 父类的dealloc放到最后
[super dealloc];
}
或者
- (void)dealloc
{
self.dog = nil;
// 父类的dealloc放到最后
[super dealloc];
}
使用 autorelease
- alloc 一个对象就需要进行一次 release，所以使用 autorelease 可以简化代码，让编译器自动去 release
- 很多对象的类方法可以实现自动调用 autorelease
下面几种方式都等价
NSMutableArray *data = [[NSMutableArray alloc] init];
self.data = data;
[data release];
self.data = [[NSMutableArray alloc] init];
[self.data release]; self.data = [NSMutableArray array];
self.data = [[[NSMutableArray alloc] init] autorelease];
self.data = [NSMutableArray array];
3. copy 和 mutableCopy
拷贝的目的：产生一个副本对象，跟源对象互不影响
- 修改了源对象，不会影响副本对象
- 修改了副本对象，不会影响源对象
iOS提供了2个拷贝方法
- copy，不可变拷贝，产生不可变副本
- mutableCopy，可变拷贝，产生可变副本
深拷贝和浅拷贝
- 深拷贝：内容拷贝，产生新的对象
- 浅拷贝：指针拷贝，没有产生新的对象
NSString copy
void test2()
{
NSString *str1 = [[NSString alloc] initWithFormat:@"test"];
NSString *str2 = [str1 copy]; // 浅拷贝，指针拷贝，没有产生新对象,返回的是NSString
NSMutableString *str3 = [str1 mutableCopy]; // 深拷贝，内容拷贝，有产生新对象,返回的是NSMutableString
NSLog(@"%@ %@ %@", str1, str2, str3);
NSLog(@"%p %p %p", str1, str2, str3);
}
NSMutableString *str1 = [[NSMutableString alloc] initWithFormat:@"test"];
NSString *str2 = [str1 copy]; // 深拷贝
NSMutableString *str3 = [str1 mutableCopy]; // 深拷贝
copy 和 mutablecopy 的内存管理
tagged pointer NSString 的内存管理
tagged pointer 的 NSString 不使用引用计数管理，retainCount 的值为 -1.
4. 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
extra_rc
- 里面存储的值是引用计数器减1
has_sidetable_rc
- 引用计数器是否过大无法存储在isa中
- 如果为1，那么引用计数会存储在一个叫SideTable的类的属性中
也可能存储在SideTable类中.
refcnts是一个存放着对象引用计数的散列表
retain 源码查看
SideTable 源码
5. dealloc 源码（weak 的原理）
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
- rootDealloc
- object_dispose
- objc_destructInstance、free
ARC是LLVM编译器和Runtime系统相互协作的一个结果，在编译器插入内存管理相关的代码，在运行时处理 weak 弱引用。
四.autorelease pool
1.介绍
调用 autorelease 方法的对象，会在 @autorelease {} 大括号结束时，自动调用 release 操作。
@autorelease {} 允许嵌套。
自动释放池的主要底层数据结构是：__AtAutoreleasePool、AutoreleasePoolPage
调用了autorelease的对象最终都是通过AutoreleasePoolPage对象来管理的
2. __AtAutoreleasePool 结构
clang重写@autoreleasepool，重写以下代码
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
MJPerson *person = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
}
return 0;
}
得到 c++ 代码
{
__AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
MJPerson *person = ((MJPerson *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)((MJPerson *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)((MJPerson *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("MJPerson"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init")), sel_registerName("autorelease"));
}
__AtAutoreleasePool 是一个结构体，结构如下
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;
};
最终的代码相当于
// __AtAutoreleasePool 构造
atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
MJPerson *person = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
// __AtAutoreleasePool 析构
objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
objc_autoreleasePoolPush 方法会将一个 POOL_BOUNDARY 入栈，并且返回其存放的内存地址，对象调用 autorelease 方法，会将改对象的地址入栈，当调用 objc_autoreleasePoolPop 时，会将所有对象进行一次 release，直到 POOL_BOUNDARY 标记处
3.AutoreleasePoolPage的结构
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
另外可以通过以下私有函数来查看自动释放池的情况
extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);
PAGE hot 表示当前的 page，cold 表示已经存满对象的 page
4.autorelease 和 runloop
结论
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()
第3个监听了kCFRunLoopBeforeExit事件，会调用objc_autoreleasePoolPop()
由此可知，在每次 waiting 时，进行一次 autorelease 对象的清理。
挖掘过程
查看主线程的 runloop observer，注册了响应的 observer 进行 autorelease
举例说明
viewDidLoad 中创建的局部变量，会在 viewWillAppear 和 viewDidAppear 之间进行释放，也就是当前的那一次 runloop 循环的休眠之前至今 release
问题：方法中的局部变量会方法结束立即释放吗
如果是 autorelease 对象，不会立即释放，否则会立即释放
[[NSObject] alloc] init] // 立即释放
[NSObject objectWithCCC] // 不立即释放（类方法一般生成 autorelease 对象）