iOS 底层 day26 内存管理自动释放池 @autoreleasepool 、临时变量释放

一、autoreleasePool 自动释放池补充

1. 在MRC下，为什么需要有自动释放池？

自动释放池的作用：延迟释放，使用方便

image.png

上述代码中，我们可以在大括号内随意使用person变量，不用担心过早释放，或者忘记释放的，造成内存泄漏的问题。
让编码更加简洁

2、在MRC下，实例对象调用 -[NSObject autorelease] 方法加入自动释放池，对象的引用计数会有变化吗？

在加入自动释放池时，引用计数器不会发生改变
在自动释放池进行对象释放时，引用计数器会 -1

3、简述 Runloop 和自动释放池有什么关系？

① Runloop 进入的时候会创建一个自动释放池
② Runloop 即将进入休眠的时候，会销毁自动释放池，并且新创建一个自动释放池
③ Runloop 在即将退出的时候，会销毁自动释放池
上面三个步骤，形成了一个闭环。
【补充】Runloop在创建的时候，默认会创建两个Observers，用于监听Runloop的 进入 、即将进入休眠、即将退出 三个阶段，然后进行自动释放池的相关操作。

二、autoreleasePool 自动释放池

1. 我们经常可以在 main 函数中看到 `@autoreleasepool`，这明显是一个编译器的语法糖，思考碰到这种语法糖，我们如何让它原形毕露？

我们可以通过指令将其转换成 C++代码，这样我们就能看到其本质代码了。
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m

转换后的 main 代码

我们可以看到 @autoreleasepool实际上被转换成了 __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; ，这句代码是作用是声明了一个结构体，那么 __AtAutoreleasePool 这个结构体有什么内容呢？

__AtAutoreleasePool 结构体

所以根据这个结构体的特性（需要一点点 C++知识），上述代码可以被我们这样理解：

main 函数的实际代码效果

2. `objc_autoreleasePoolPush()` 和 `objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj)` 这两个函数干了什么？

这两个函数的从我们编译后的 cpp 文件中只有声明，找不到实现，我们尝试从 objc4源码 中寻找他们的踪影。
在 NSObject.mm 我们发现了这两个函数的踪影
我们发现这两个函数内部涉及到一个很频繁的对象 AutoreleasePoolPage ，我需要理解它

3. `AutoreleasePoolPage` 的理解

AutoreleasePoolPage结构体的内部成员变量

从 AutoreleasePoolPage * const parent; 和 AutoreleasePoolPage *child; 这两个成员变量，我们可以大概得出，这个是一个双向链表。

4. `AutoreleasePoolPage` 的图解

autorelease 对象：是在 MRC 模式下，如下创建的对象：Person *person = [[[Person alloc] init] autorelease];
从 AutoreleasePoolPage 的 new方法中看到，每个AutoreleasePoolPage对象占用 4096 个字节内存，除了用来存放它内部的成员变量，剩下的空间来存放 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
一个AutoreleasePoolPage大概能存储 500个对象指针，当 AutoreleasePoolPage放满之后，会创建新的AutoreleasePoolPage，并将 child 指针指向新的AutoreleasePoolPage；将新的AutoreleasePoolPage parent 指针指向源 AutoreleasePoolPage；这样就形成了双向链表

AutoreleasePoolPage双向列表图解

5. 思考 MRC 环境下，下列代码在 `AutoreleasePoolPage`的存储情况

示例代码

存储结构情况

存储结构情况

POOL_BOUNDARY 是标记位，本质上的值就是 0，它用于标记每个自动释放池的开始位置
每增加一个 POOL_BOUNDARY ，表示代码中创建了一个 @autoreleasepool
AutoreleasePoolPage 是一个栈结构，具有后进先出的特点
我们还可以通过声明一个 Foundation 内部函数：extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);来从 Xcode 日志中查看自动释放池情况。
我们在 Person *p4 = [[[Person alloc] init] autorelease]; 后面加上代码_objc_autoreleasePoolPrint();
获得如下打印，印证我们上图的想法是正确的

objc[7180]: ##############
objc[7180]: AUTORELEASE POOLS for thread 0x1000d3dc0
objc[7180]: 7 releases pending.
objc[7180]: [0x10280e000]  ................  PAGE  (hot) (cold)
objc[7180]: [0x10280e038]  ################  POOL 0x10280e038
objc[7180]: [0x10280e040]       0x100637410  Person
objc[7180]: [0x10280e048]       0x100637470  Person
objc[7180]: [0x10280e050]  ################  POOL 0x10280e050
objc[7180]: [0x10280e058]       0x100637970  Person
objc[7180]: [0x10280e060]  ################  POOL 0x10280e060
objc[7180]: [0x10280e068]       0x100637990  Person
objc[7180]: ##############

5. 请问MRC 环境下，下面的person 什么时候释放？

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    @autoreleasepool {
        YYPerson *person = [[[YYPerson alloc] init] autorelease];
    }
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@autoreleasepool 大括号结束时马上释放，这就是我们前面学的知识

6. 请问MRC 环境下，下面的person 什么时候释放？

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    YYPerson *person = [[[YYPerson alloc] init] autorelease];
    NSLog(@"%s", __func__);
}

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];
    NSLog(@"%s", __func__);
}

- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];
    NSLog(@"%s", __func__);
}

我们从打印结果来看 person会在 viewWillAppear 结束后才被释放
这是因为 RunLoop 进入休眠前，会将自动释放池里面的对象进行释放，而 viewDidLoad 和 viewWillAppear 恰好属于一次 RunLoop 的循环内。

三、ARC为我们做了什么？

1. 正常情况下，ARC是如何帮助我们自动管理内容的？

项目设置了ARC后，编译器在编译期自动插入内存管理的代码。

2. 既然有了 ARC，为什么还需要 AutoreleasePool呢？（个人见解，胡说八道的）

【见解】其实ARC也可以舍弃Autorelease这个概念，并且规定所有从方法中返回的对象保留引用计数比期望值多1，但是这么做破坏了向后的兼容性，需要考虑到不使用ARC的代码。
【见解】所以笔者的理解，Autorelease是对ARC内存管理一种兼容性优化方案。并且由于ARC下我们无法对对象的引用计数进行操作，Autorelease灵活补充了ARC对对象生命周期的控制，使开发者可以在一个Runloop的范围内对对象进行延迟或提前释放控制。

3. 我们是什么情况下，手动创建自动释放池？（官方说明）

如果您正在编写不基于 UI 框架的程序，例如命令行工具。
如果您编写一个创建许多临时对象的循环。您可以在循环内使用自动释放池块在下一次迭代之前处理这些对象。在循环中使用自动释放池块有助于减少应用程序的最大内存占用。
如果你产生一个辅助线程。您必须在线程开始执行后立即创建自己的自动释放池块；否则，您的应用程序将泄漏对象。

4. 手动创建自动释放池之临时变量释放，详解？

【问题】下面代码，会导致内存暴增吗？

for (int i = 0; i < 5000000; i++) {
     NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];  
}

【结论】不会，obj 在每一次for循环结束，就会得到释放

【问题】下面代码，会导致内存暴增吗？

    for (int i = 0; i < 5000000; i++) {
        NSString *fileContents = [NSString stringWithFormat:@"NSUTF8StringEncodingNSUTF8StringEncodingNSUTF8StringEncodingNSUTF8StringEncodingNSUTF8StringEncodingNSUTF8StringEncodingNSUTF8StringEncodingNSUTF8StringEncodingNSUTF8StringEncodingNSUTF8StringEncoding%i",i];
            NSLog(@"%i, %p", i, p);
    }

【结论】会，fileContents 在每一次for循环结束，不会释放
【问题】下面代码，会导致内存暴增吗？【苹果官方例子】

    for (int i = 0; i < 5000000; i++) {
            NSError *error;
            NSString *fileContents = [NSString stringWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"https://news-at.zhihu.com/api/4/news/latest"]
                                             encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
            NSLog(@"%i, %p", i, fileContents);
    }

【结论】会，fileContents 在每一次for循环结束，不会释放
【问题】我们发现在for循环中，并非所有临时对象都不会被释放，那么什么情况下会释放什么时候不会释放呢？
【看下面代码分析】

extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);

    @autoreleasepool {
        @autoreleasepool {
            NSObject *obj = [NSObject alloc];
            NSError *error;
            NSString *fileContents = [NSString stringWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"https://news-at.zhihu.com/api/4/news/latest"]
                                             encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
            _objc_autoreleasePoolPrint();
        }
    }

上述代码输出结果

objc[7293]: [0x1010123a0]  ################  POOL 0x1010123a0
objc[7293]: [0x1010123a8]  ################  POOL 0x1010123a8
objc[7293]: [0x1010123b0]       0x280e933f0  __NSCFString
objc[7293]: [0x1010123b8]       0x280e92c40  __NSCFString
objc[7293]: [0x1010123c0]       0x280e93120  __NSCFString
objc[7293]: [0x1010123c8]       0x280e93330  __NSCFString
objc[7293]: [0x1010123d0]       0x2800ff800  NSHTTPURLResponse
objc[7293]: [0x1010123d8]       0x280e93000  __NSCFData

【结论】在ARC，只有放入自动释放池的临时对象，才需要进行释放

5.苹果的ARC和Java的垃圾回收机制对比？

苹果的官方说明中称，ARC是“由编译器进行内存管理”的技术，其本质和Java的垃圾回收机制有区别。
并且编译器并不能完全胜任内存管理。

6. 在 ARC 的环境下，下面 person 在什么时候释放？

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    YYPerson *person = [[YYPerson alloc] init] ;
    _objc_autoreleasePoolPrint();
    NSLog(@"%s", __func__);
}

我们从_objc_autoreleasePoolPrint();打印日志来看 person并没有加入到自动释放池中
person 在 NSLog(@"%s", __func__); 之后被释放了
其实在 ARC 环境下，上述代码编译器会给我们在大括号结束处加上[person release] 这样的代码，所以才会有这种结果

7. ARC为我们做了什么？参考资料。

http://luoxianming.cn/2017/05/06/arc/

iOS 底层 day26 内存管理 自动释放池 @autoreleasepool 、临时变量释放

一、autoreleasePool 自动释放池补充

1. 在MRC下，为什么需要有自动释放池？

2、在MRC下，实例对象调用 -[NSObject autorelease] 方法加入自动释放池，对象的引用计数会有变化吗？

3、简述 Runloop 和 自动释放池有什么关系？

二、autoreleasePool 自动释放池

1. 我们经常可以在 main 函数中看到 @autoreleasepool，这明显是一个编译器的语法糖，思考碰到这种语法糖，我们如何让它原形毕露？

2. objc_autoreleasePoolPush() 和 objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj) 这两个函数干了什么？

3. AutoreleasePoolPage 的理解

4. AutoreleasePoolPage 的图解

5. 思考 MRC 环境下，下列代码在 AutoreleasePoolPage的存储情况

5. 请问MRC 环境下，下面的person 什么时候释放？

6. 请问MRC 环境下，下面的person 什么时候释放？

三、ARC为我们做了什么？

1. 正常情况下，ARC是如何帮助我们自动管理内容的？

2. 既然有了 ARC，为什么还需要 AutoreleasePool呢？（个人见解，胡说八道的）

3. 我们是什么情况下，手动创建自动释放池？（官方说明）

4. 手动创建自动释放池之临时变量释放，详解？

5.苹果的ARC和Java的垃圾回收机制对比？

6. 在 ARC 的环境下，下面 person 在什么时候释放？

7. ARC为我们做了什么？参考资料。

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3、简述 Runloop 和自动释放池有什么关系？

1. 我们经常可以在 main 函数中看到 `@autoreleasepool`，这明显是一个编译器的语法糖，思考碰到这种语法糖，我们如何让它原形毕露？

2. `objc_autoreleasePoolPush()` 和 `objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj)` 这两个函数干了什么？

3. `AutoreleasePoolPage` 的理解

4. `AutoreleasePoolPage` 的图解

5. 思考 MRC 环境下，下列代码在 `AutoreleasePoolPage`的存储情况

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