iOS开发笔记之六十一——Autorelease Pool的实现原理总结

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一、背景

要想深入了解autorelease pool的原理，推荐以下两片文章即可：

Using Autorelease Pool Blocks

Objective-C Autorelease Pool 的实现原理

要想掌握上文中的要点，还是要废不少劲的。对于这种原理比较抽象，和实际开发编码没有直接关系的原理性的东西，常常是看一遍过一阵子很快就忘得了，为了加深印象，还是有必要系统性地梳理一遍，简单化地总结一下，加深一下印象。以下笔记也是基于以上两处文献进行总结的。

二、Autorelease Pool使用场景

1、降低内存使用峰值：

这一点不用多说，当你使用类似for循环这样的逻辑需要产生大量的中间变量时，Autorelease Pool无意是最佳的一种解决方案；

2、如果是对NSArray操作，如果可以的话推荐使用OC提供的以下api：

- (void)enumerateObjectsUsingBlock:

- (void)enumerateObjectsWithOptions:(NSEnumerationOptions)opts usingBlock:

- (void)enumerateObjectsAtIndexes:(NSIndexSet *)s options:(NSEnumerationOptions)opts usingBlock:

如果你debug一下源码就该知道为什么推荐使用它们了（内部封装了autoreleasepool），我们debug看一下：

然后在采取以下命令跟踪string_weak_的值变化，如下：

再点开enumerateObjectsUsingBlock的执行堆栈信息，看一下：

如果你再debug一下普通的for循环就不会有这些push和pop，既然enumerateObjectsUsingBlock内部有了autoreleasepool，为什么推荐使用它的原因就不多说了。

3、按照苹果给的文档说的，如果采取一些非cocoa创建的一些线程，将不会自动生成autoreleasepool给你，你需要手动去创建它。

三、Autorelease Pool的实现原理

1、Autoreleasepool的结构

每个Cocoa的线程都会默认标配一个Autorelease Pool，但是你也可以手动创建多个。从前面的操作中，也应该能隐约猜出来了些许，有push和pop操作，意味着每个pool的管理其实是一种类似栈结构的进栈出栈操作，当然pool的管理更复杂些，因为它可以创建多个，还可以嵌套创建删除。这种情况，普通的栈结构是无法满足这种需求的。如下的代码结构：

Pool的创建顺序：Pool 1 ---> Pool 2 ---> Pool 3，drain顺序是Pool 2 ---> Pool 1 --->Pool 3，如果要想实现这种顺序，采取FIFO做不到，普通的栈也不行。如果用链表操作可以做到，因为涉及到链表的首（Pool 2）或尾（Pool 3）插入，应该用双向链表来管理才合适。如下：

有人可能会有疑问，顺序为什么不是1、2、3，我觉得这些问题都不大，上面的顺序Push链表的复杂度为O(n)，Pop的复杂度为O(1)，反过来的话，

就是Push链表的复杂度为O(1)，Pop的复杂度为O(n)，如果纠结这个的可以去撸源码。

2、AutoreleasePoolPage的结构

上面介绍了，每个线程的Pool结构层次，其实是有多个PoolPage构成。

ARC下会对其中的对象会隐式执行autorelease操作，autorelease操作将一个指向对象实例的对象指针添加到PoolPage中。

添加的过程如下：

当当前PoolPage作用域一过，就会对从线程pool中执行pop操作，而pop操作，pop的过程，会遍历page堆栈，对指向的对象一一执行release操作，如果对象的retainCount变为0，即立即释放，如果对象的retaiCount大于0，不释放。当所有对象处理完（出栈完毕），最后完成pop操作。

四、为什么有了ARC还要Autorelease Pool？

这个问题之前我也想过，搜了下，没有感觉回答满意的，也没找到苹果的官方回答，这里只能自给妄自推断一下。提到OC的RC，首先要横向对比一下Android的GC，GC的内存回收是集中式回收（定期回收），而RC的回收是伴随整个运行时的，所以android机器有种时“卡”时“流畅”的感觉，而iOS总体比较均匀，缺乏像GC的集中式回收内存的类似机制，所以猜测Pool的产生也是弥补RC的这一不足，在RC基础上进行内存优化的一种手段。