alloc retain release dealloc内部实现原理解析

由于Foundation框架并没有公开,首先使用GNUstep说明

id obj =[ [NSObject alloc]init];

上述调用NSObject类的alloc类方法在NSObject.m的源代码实现如下:

+(id) alloc { return [self allocwithzone:NSDefaultMallocZone()]; }

+(id)allocWithZone:(NSZone *)z { return NSALLocateObject (self, 0, z); }

通过allocwithzone方法调用NSAllocateObject函数分配了对象下面我们来看看NSALLocateObject函数

`struct obj_layout {
 NSUInterger retained;
 };
 
 
inline id
 
 
NSAllocateObject (Class aClass, NSUInteger extraBytes, NSZone* zone)
 {
 
 
    int size = 计算容纳对象需要内存大小;
    id new = NSZoneMalloc(zone, size);
    
    memset(new, 0, size);
    new = (id)& ((struct obj_layout *)new)[1];
    
}
 
 
`

NSAllocateObject函数通过调用NSZoneMAlloc函数来分配存放对象所需要的内存空间,之后将内存空间置0,最后返回座位对象而使用的指针.

NSZone

这个类是为了防止内存碎片化而引入的结构.对内存分配的区域本身行进多重画管理,根据使用对象的目的,对象的大小而分配内存,从而提供内存管理的效率.但是ARC系统中,运行时系统内存管理已极具效率,使用区域管理内存反而会引起内存使用率底下的问题

以下是去掉NSZone后的代码

`struct obj_layout {
 NSUInterger retained;
 };
 
 
+(id)alloc
 {
 int size = sizeof(struct obj_layout) +对象大小;
 struct obj_layout *p= (struct obj_layout *)calloc(1, size);
 return (id)(p +1);
 }
 `

alloc类方法用obj_layout中的retained整数来保存引用计数,并将其写入对象内存头部,该对象内存块全部置0后返回.

对象的引用计数可通过retainCount实例犯法取得

[obj retain]解析

`
 -(id)reatin
 {
 NSIncrementExtreaRefCount (self);
 return self;
 }
 
 
inline void
 
 
NSIncrementExtreaRefCount(id anObject)
 {
 
 
if (((struct obj_layout *)anObject)[-1].retained = UINT_MAX - 1 )
    [NSExpression raise: NSInternalInconsistencyException format:@"NSIncrementExtreaRefCount()asked to increment to far");
     
     ((struct obj_layout *)anObject)[-1].reatined++;
 
 
}
 `

以下为release实例方法的实现

`
 -(void)release
 {
 if (NSDecrementExtraRefCountWasZero(self)) {
 [self dealloc];
 }
 }
 
 
NSDecrementExtraRefCountWasZero(id anObject)
 {
 if (((struct obj_layout *)anObject)[-1].retained == 0)
 {
 return YES;
 }else{
 ((struct obj_layout *)anObject)[-1].retained--;
 return NO;
 }
 
 
}`

`
 -(void)dealloc
 {
 NSDeallocateObject(self);
 }
 
 
NSDeallocateObject(id anObject)
 {
 struct obj_layout * o = &((struct obj_layout *)anObject) [-1];
 free(0);
 }`

以上就是alloc/retain/release/delloc在GNUstep中的实现.

苹果的实现

执行顺序如下
+alloc
+allocWithZone
class_createInstance
calloc

alloc类首先调用allocWithZone:类方法,这和GUNstep的实现相同,然后调用class_createINstance函数
函数源码可以在objc-runtime-new.mm查看

retain/release实现方法和函数

-retainedCount
__CFDoExternRefOperation
CFBasicHashGetCountOfKey

-retain
__CFDoExternRefOperation
CFBasicHashAddValue

-release
__CFDoExternRefOperation
CFBasicHashRemoveValue

各个方法都调用了__CFDoExternRefOperation函数,可以在Core Foundation框架源代码中CFRuntime.c的____CFDoExternRefOperation函数中查看,下面是简化后的函数源代码

`
 int __CFDoExternRefOperation
 {
 CFBasicHashRef table = 取得对象对应的散列表 (obj);
 int count;
 
 
switch (op) {
 case OPERATION_retainCount;
 count = CFBasicHashGetCountOfKey(table, obj);
 return count;
 
 
case OPERATION_retain;
 CFBasicHashAddValue(table, obj);
 
 
case OPERATION_release;
 CFBasicHashRemoveValue(table, obj);
 
 
}
 }
 
 
`

GNUstep将引用计数保存在对象占用内存块头部的变量中，而苹果的实现，则是保存在引用计数表的记录中。通过内存卡头部管理引用计数的好处如下：
少量代码即可完成
能够统一管理引用计数用内存块与对象用内存块

通过引用计数表管理引用计数的好处如下：
对象用内存块的分配无需考虑内存块头部
引用计数表各记录中存有内存块地址，可从各个记录中追溯到各对象的内存块

*** 关于苹果的实现的第2条特性在调试时有着举足轻重的作用：***
1.即使出现故障导致对象占用的内存块损坏，但只要引用计数表没有被破坏，就能够确认各内存块的位置
2.在利用工具检测内存泄露时，引用计数表的各记录也有助于检测各对象的持有者是否存在