iOS Objective-C底层 part3:live^autorelasepool

本文阅读的objc源码

1. @autoreleasepool

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
    }
    return 0;
}

cc -rewrite-objc得到:

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

    }
    return 0;
}

在编译结果内你能找到__AtAutoreleasePool结构体:

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

所以main.m的代码可以翻译为:

int main(int argc, const char * argv[]) {
    {
        void * atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
        
        //our code
        
        objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
    }
    return 0;
}

void *objc_autoreleasePoolPush(void) {
    return AutoreleasePoolPage::push();
}
void objc_autoreleasePoolPop(void *ctxt) {
    AutoreleasePoolPage::pop(ctxt);
}

objc_autoreleasePoolPush落实到了AutoreleasePoolPage::push()//开始存储
objc_autoreleasePoolPop落实到了AutoreleasePoolPage::pop()//开始清除

2. AutoreleasePoolPage的实现

AutoreleasePool就是由一个个AutoreleasePoolPage组成的,

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

每个AutoreleasePoolPage对象占4096字节,除保存以上AutoreleasePoolPage的字段信息外,其他全用于存储放入AutoreleasePool的对象地址.当一个Page满了之后,开辟新的Page,如图:

iOS Objective-C底层 part3:live^autorelasepool_第1张图片

autorelasepool.png

Page1->child指向Page2;
Page2->parent指向Page1;
这样由多个AutoreleasePoolPage组成的双向链表就是AutoreleasePool;

Page->next指向当前Page下个用于存放对象地址的位置;

Page->thread指向当前线程;
thread->Thread Local Storage的hotPage->指向当前正处于使用中的Page.

3. push and pop

push==>autoreleasePool开始做存储
pop==>autoreleasePool开始做清除

对象地址放入autoreleasePool,又如何清除?
多层autoreleasePool嵌套,又怎么能保证各层做清除工作的时候不会有问题?

平时写代码,一般都不会手动加autoreleasePool,但执行代码的线程内其实是带有autoreleasePool.但非手动加的autoreleasePool的push和pop的时机会比较诡异,一会说.这里先用手动加的autoreleasePool来说明autoreleasePool的push和pop是怎么进行的.

@autoreleasepool {
        
}

push

花括号开始,void *pool = objc_autoreleasePoolPush();;
在autoreleasePool的当前可用的Page内插入哨兵对象,哨兵对象值为0,并返回哨兵对象的地址.
然后才是真正的向autoreleasePool内加入对象地址.

花括号结束,objc_autoreleasePoolPop(pool);;
传入哨兵对象的地址,从当前可用的Page的next开始,向后读取对象的地址,一直读取到哨兵对象的地址为止,对获取到的每个对象发送一次release消息.

@autoreleasepool {
    @autoreleasepool {
        
    }   
}

多层嵌套的autoreleasepool,
到一层{,向autoreleasepool内加入一个哨兵对象,
到一层},依据对应的哨兵对象,做清除工作.像剥洋葱,各层是不干扰的.

4. NSThread、NSRunLoop 和 NSAutoreleasePool的关系

每一个线程，包括主线程，都会拥有一个专属的NSRunLoop对象;
每一个线程都会维护自己的autoreleasepool堆栈;
在RunLoop的每一次事件循环开始时,对应线程内的autoreleasepool做push的操作.
在RunLoop的每一次事件循环结束时,对应线程内的autoreleasepool做pop的操作.

这也就是不手动加autoreleasepool的push与pop的逻辑.

litte tip

除了线程自己带autoreleasepool,不必手写,enumerateObjectUsingBlock:快速遍历方法内也用了autoreleasepool,不必手写.
所以在做遍历时可以多用enumerateObjectUsingBlock:进行遍历,遍历产生的很多数据不会等到RunLoop的事件循环结束才被清除,而会随着遍历的结束,而被清除,减少对内存的占用.

5. 何时手动加autoreleasePool

1.如果你编写的程序不是基于 UI 框架的，比如说命令行工具；
2.如果你编写的循环中创建了大量的临时对象；
3.如果你创建了一个辅助线程。

文章参考:
自动释放池的前世今生