高效编写代码的方法(二十一)：ARC探索

前言

简单来说，ARC就是基于MRC的自动实现，关于引用计数这些原理就不多说了，网上资料非常多。
昨天仔细看了下Effective Objective-C的第30节介绍ARC的内容，还是有一点收获。
所以专门写一下记录一下收获。

ARC与特殊方法名

在ARC中，方法名为下这些情况时，该方法返回值会被retain一次：

• alloc
• new
• copy
• mutableCopy
  因为调用这些方法都意味着创建一个新的对象，所以对象自身要retain一次。
  同时这些方法的调用者负责这个返回值的release。

举一个直观的例子：

- (instancetype)newUser
{
    User *newUser = [[User alloc] init];
    return newUser;
    /*
     该方法名包含new，方法的返回值的引用计数应该+1,并且因为newUser已经因为新创建，引用计数为+1，
     所以将newUser返回时，不需要做额外的引用计数操作。
     */
}

- (instancetype)someUser
{
    User *newUser = [[User alloc] init];
    return newUser;
    /*
     方法名没有任何特殊性，不代表创建一个新的对象。因此在将newUser返回时，ARC会自动添加autorelease：
     return [newUser autorelease];
     */
}

调用时候:

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    User *userOne = [User newUser];
    User *userTwo = [User someUser];
    /**在MRC角度来看，这个代码块内，创建了userOne，该代码块持有了userOne，也要负责对其release
       但是，没有持有userTwo，也不用对其引用计数负责。
     所以在ARC会自动帮我们添加：
     [userOne release]
     */
}

ARC优化

在实际中，ARC其实不仅仅是精确的控制对象的retain和release，同时也会在背后做一些优化。
比如以下这段代码：

@interface ViewController ()
{
    User *_oneUser;
}
@end

@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    _oneUser = [User userWithAge:2];
    /**
     因为方法名并不特殊，ARC会自动autorelease这个返回值，
     但是鉴于马上又被_oneUser引用，所以又会被retain。
     所以想象中执行起来如下：
     *1  + (instancetype)userWithAge:(NSInteger)age
        {
            User *newUser = [[User alloc] initWithAge:age];
            return [newUser autorelease];
        }
     
     * 2 原语句变成:_oneUser = [[newUser autorelease] retain]
     */
}

虽然这样实际使用起来，引用计数还是平衡的，但是ARC为了优化，就将autorelease和retain的步骤都移除了，怎么做到的呢？
runtime会改进这种情况的发生：
在返回值需要被autorelease时，不调用autorelease，调用objc_autoreleaseReturnValue。这个方法会去侦测这个返回值是否会被马上引用：

• 1 如果马上有对象会引用该返回值，那么会在一个全局变量（依靠于处理器）中保存一个flag，然后不调用autorelease。
• 2 如果没有对象引用改返回值，那么正常autorelease。

同样的，对于调用者而言，如果调用的方法返回值可能是autorelease的，ARC不会直接retain这个返回值，而是调用objc_retainAutoReleasedReturnValue。这个方法会去检查之间所设的flag：

• 1 如果有flag那么不retain，静默处理。
• 2 没有flag，retain该返回值。

总的来说，这样的流程会比每次都走release + retain这样的步骤要快一点，变量一多，优势也会比较明显。

所以以上的代码在ARC中其实是这样的：

+ (instancetype)userWithAge:(NSInteger)age
{
    User *newUser = [[User alloc] initWithAge:age];
    return objc_autoreleaseReturnValue(newUser);
}

User *user = [User userWithAge:2];
 _oneUser = objc_retainAutoreleasedReturnValue(user);

猜测一下objc_autoreleaseReturnValue 和 objc_retainAutoreleasedReturnValue的内部实现（伪代码）：

    id objc_autoreleaseReturnValue(id object){
        if (/**调用者即将retain这个object*/) {
            set_flag(object);
            return object //不进行autorelease
        }else{
            return [object autorelease];
        }
    }

    id objc_retainAutoreleasedReturnValue(id object){
        if (get_flag(object)){   //检查是否有flag表明即将被retain
            clear_flag(object);
            return object;       //不做retain处理
        }else
        {
            return [object retain];
        }
    }