AutoreleasePool

1、AutoreleasePool的作用

AutoreleasePool被称为自动释放池，在释放池中的调用了autorelease方法的对象都会被压在该池的顶部（以栈的形式管理对象）。当自动释放池被销毁的时候，在该池中的对象会自动调用release方法来释放资源，销毁对象。以此来达到自动管理内存的目的。其实我们在开发中很少主动去创建AutoreleasePool对象，这是为什么呢？不是说用它来自动管理内存吗？其实系统在运行的时候就帮我们创建了AutoreleasePool对象，只是我们不知道而已。

App启动后，系统在主线程RunLoop 里注册两个Observser,其回调都是_wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()。

• 第一个 Observer 监视的事件是Entry(即将进入Loop)，其回调内会调用 _objc_autoreleasePoolPush() 创建自动释放池。其优先级最高，保证创建释放池发生在其他所有回调之前。
• 第二个 Observer 监视了两个事件
  _BeforeWaiting(准备进入休眠) 时 _调用_objc_autoreleasePoolPop() 和 _objc_autoreleasePoolPush() 释放旧的池并创建新池；
  _Exit(即将退出Loop) 时 _调用 _objc_autoreleasePoolPop() 来释放自动释放池。这个 Observer 优先级最低，保证其释放池子发生在其他所有回调之后。

AutoreleasePool是在RunLoop即将进入RunLoop和准备进入休眠这两种状态的时候被创建和销毁的。autoreleasepool 是与线程紧密相关的，每一个 autoreleasepool 只对应一个线程。

2、Autorelease对象什么时候释放？

在没有手动添加Autorelease Pool的情况下，Autorelease对象是在当前的runloop迭代结束时释放的，而它能够释放的原因是系统在每个runloop迭代中都加入了自动释放池Push和Pop。
我们也可以手动干预Autorelease对象的释放时机。

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    @autoreleasepool {
        NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"sunnyxx"];
    }
    NSLog(@"%@", str); // Console: (null)}

3、什么时候需要自己手动创建autorelease pool

你写的循环创建了大量临时对象 -> 你需要在循环体内创建一个autorelease pool block并且在每次循环结束之前处理那些autoreleased对象. 在循环中使用autorelease pool block可以降低内存峰值。

4、Autorelease原理

AutoreleasePoolPage

自动释放机制的核心就在于AutoreleasePoolPage这个类，AutoreleasePoolPage是一个C++实现的类。

image.png

• AutoreleasePool并没有单独的结构，而是由若干个AutoreleasePoolPage以双向链表的形式组合而成（分别对应结构中的parent指针和child指针）。
• AutoreleasePool是按线程一一对应的（结构中的thread指针指向当前线程）。
• AutoreleasePoolPage每个对象会开辟4096字节内存（也就是虚拟内存一页的大小），除了上面的实例变量所占空间，剩下的空间全部用来储存autorelease对象的地址。
• 上面的id *next指针作为游标指向栈顶最新add进来的autorelease对象的下一个位置。
• 一个AutoreleasePoolPage的空间被占满时，会新建一个AutoreleasePoolPage对象，连接链表，后来的autorelease对象在新的page加入。

所以，若当前线程中只有一个AutoreleasePoolPage对象，并记录了很多autorelease对象地址时内存如下图：

image.png

图中的情况，这一页再加入一个autorelease对象就要满了（也就是next指针马上指向栈顶），这时就要执行上面说的操作，建立下一页page对象，与这一页链表连接完成后，新page的next指针被初始化在栈底（begin的位置），然后继续向栈顶添加新对象。

所以，向一个对象发送- autorelease消息，就是将这个对象加入到当前AutoreleasePoolPage的栈顶next指针指向的位置。

释放时刻

每当进行一次objc_autoreleasePoolPush调用时，runtime向当前的AutoreleasePoolPage中add进一个哨兵对象，值为0（也就是个nil），那么这一个page就变成了下面的样子：

image.png

objc_autoreleasePoolPush的返回值正是这个哨兵对象的地址，被objc_autoreleasePoolPop(哨兵对象)作为入参，于是：

1. 根据传入的哨兵对象地址找到哨兵对象所处的page
2. 在当前page中，将晚于哨兵对象插入的所有autorelease对象都发送一次- release消息，并向回移动next指针到正确位置
3. 补充2：从最新加入的对象一直向前清理，可以向前跨越若干个page，直到哨兵所在的page

刚才的objc_autoreleasePoolPop执行后，最终变成了下面的样子：

image.png

嵌套的AutoreleasePool

知道了上面的原理，嵌套的AutoreleasePool就非常简单了，pop的时候总会释放到上次push的位置为止，多层的pool就是多个哨兵对象而已，就像剥洋葱一样，每次一层，互不影响。