iOS原理(九)----内存管理
CADisplayLink,NSTimer
当CADisplayLink调用displayLinkWithTarget:selector:和NSTimer调用timerWithTimeInterval:target:selector:userInfo:repeats:时,比如下面的代码:
#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property (strong, nonatomic) CADisplayLink *link;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
CADisplayLink *link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(test)];
[link addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
self.link = link;
}
- (void)test {
NSLog(@"%s", __func__);
}
- (void)dealloc {
[self.link invalidate];
NSLog(@"%s", __func__);
}
@end
当ViewControllerpop或dismiss时候, ViewController并不会得到释放,会造成循环应用. NSTimer可以使用带block的方法解决,我们也引入第三方类,内部有个target属性,对其弱引用,指向ViewController.
@interface DisplayLinkProxy : NSObject
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;
@property (weak, nonatomic) id target;
@end
@implementation DisplayLinkProxy
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target
{
DisplayLinkProxy *proxy = [[DisplayLinkProxy alloc] init];
proxy.target = target;
return proxy;
}
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
return self.target;
}
@end
@interface ViewController ()
@property (strong, nonatomic) CADisplayLink *link;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
CADisplayLink *link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:[DisplayLinkProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(test)];
[link addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
self.link = link;
}
- (void)test {
NSLog(@"%s", __func__);
}
- (void)dealloc {
[self.link invalidate];
NSLog(@"%s", __func__);
}
@end
让ViewController强引用CADisplayLink, CADisplayLink强引用DisplayLinkProxy, DisplayLinkProxy弱引用ViewController,这样就不会出现循环引用问题.
也可以让DisplayLinkProxy继承于NSProxy,专门处理方法转发,这样效率更高:
@interface DisplayLinkProxy : NSProxy
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;
@property (weak, nonatomic) id target;
@end
@implementation DisplayLinkProxy
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target
{
DisplayLinkProxy *proxy = [DisplayLinkProxy alloc];
proxy.target = target;
return proxy;
}
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
return [self.target methodSignatureForSelector:sel];
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
[invocation invokeWithTarget: self.target];
}
@end
GCD定时器
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.
@interface ViewController ()
@property (strong, nonatomic) dispatch_source_t timer;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("timer", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
dispatch_source_set_timer(timer, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 2 * NSEC_PER_SEC), 2 * NSEC_PER_SEC, 0);
dispatch_source_set_event_handler_f(timer, hander);
dispatch_resume(timer);
self.timer = timer;
}
void hander(void *timer) {
NSLog(@"timer---");
}
@end
iOS程序的内存布局
iOS内存由低地址到高地址分别为:保留段,代码段,数据段,堆,栈,内核区.
- 代码段：编译之后的代码.
- 数据段:字符串常量,已初始化数据,未初始化数据.
- 通过alloc、malloc、calloc等动态分配的空间，分配的内存空间地址越来越大.
- 函数调用开销，比如局部变量。分配的内存空间地址越来越小.
Tagged Pointer
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
.
判断是否为Tagged Pointer"
# x86
define _OBJC_TAG_MASK 1UL
# 非x86
define _OBJC_TAG_MASK (1UL<<63)
_objc_isTaggedPointer(const void * _Nullable ptr)
{
return ((uintptr_t)ptr & _OBJC_TAG_MASK) == _OBJC_TAG_MASK;
}
即x86平台为最低位为1,非x86平台最高位为1.
内存管理
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.
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.
copy和mutableCopy
copy:复制后为不可变对象.
mutableCopy:复制后为可变对象.
浅拷贝:指针复制.
深拷贝:对象复制.
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，也可能存储在SideTable类中.
struct SideTable {
spinlock_t slock;
RefcountMap refcnts;
weak_table_t weak_table;
}
refcnts是一个存放着对象引用计数的散列表.
AutoreleasePool
AutoreleasePool{}的数据结构为:
struct __AtAutoreleasePool {
// 构造函数
__AtAutoreleasePool() {atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}
// 析构函数
~__AtAutoreleasePool() {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}
void * atautoreleasepoolobj;
};
@AutoreleasePool{} 相当于:
atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
代码
objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
调用了autorelease的对象最终都是通过AutoreleasePoolPage对象来管理的,
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.
Autorelease对象调用release的时机: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(),监听了kCFRunLoopBeforeExit事件，会调用objc_autoreleasePoolPop().
weak
被weak修饰的对象, 会存在weak_table_t里面,放着所有弱引用,当对象释放时,会将其值置为nil
struct SideTable {
spinlock_t slock;
RefcountMap refcnts;
weak_table_t weak_table;
}