内存管理

CADisplayLink、NSTimer使用注意

CADisplayLink、NSTimer会对target产生强引用,如果target又对它们产生强引用,那么就会引发循环引用

@property (strong, nonatomic) CADisplayLink *link;
@property (strong, nonatomic) NSTimer *timer;
 
// 保证调用频率和屏幕的刷帧频率一致,60FPS
// 互相强引用,返回页面,并不会销毁 
self.link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:[MJProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(linkTest)];
[self.link addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

添加第三方弱引用,引导方法调用
@interface Proxy : NSObject
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;
@property (weak, nonatomic) id target;
@end

@implementation MJProxy
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
    MJProxy *proxy = [[MJProxy alloc] init];
    proxy.target = target;
    return proxy;
}

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    return self.target;
}
@end

// 互相强引用,返回页面,并不会销毁    
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:[MJProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(timerTest) userInfo:nil repeats:YES];


// 下面是使用block可以解决循环引用
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
        [weakSelf timerTest];
}]; 
三方持有.png

NSProxy

用来做消息转发的基类,和NSObject同级,NSProxy对象不需要调用init,因为它本来就没有init方法,直接进入消息转发流程,不像NSObject中的消息查找流程

@interface MJProxy : Proxy
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;
@property (weak, nonatomic) id target;
@end

@implementation Proxy

+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
    // NSProxy对象不需要调用init,因为它本来就没有init方法
    MJProxy *proxy = [Proxy alloc];
    proxy.target = target;
    return proxy;
}

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
    return [self.target methodSignatureForSelector:sel];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
    [invocation invokeWithTarget:self.target];
}
@end
proxy1继承于NSProxy,直接消息转发,所以调用方就是ViewController
[proxy1 isKindOfClass:[ViewController class]]; true

proxy2继承于NSObject,正常方法查找,NSObject ≠ UIViewcontroller
[proxy2 isKindOfClass:[ViewController class]]; false

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

-(void)test {
    // 队列
    //    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
        
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("timer", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
        
    // 创建定时器
    dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
        
    // 设置时间
    uint64_t start = 2.0; // 2秒后开始执行
    uint64_t interval = 1.0; // 每隔1秒执行
    dispatch_source_set_timer(timer,
                              dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, start * NSEC_PER_SEC),
                              interval * NSEC_PER_SEC, 0);
        
    // 设置回调
    //    dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
    //        NSLog(@"1111");
    //    });
    dispatch_source_set_event_handler_f(timer, timerFire);
        
    // 启动定时器
    dispatch_resume(timer);
        
    self.timer = timer;
}

void timerFire(void *param)
{
    NSLog(@"2222 - %@", [NSThread currentThread]);
}

内存布局

内存布局.png
int a = 10;
int b;

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        static int c = 20;
        
        static int d;
        
        int e;
        int f = 20;

        NSString *str = @"123";
        
        NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
        
        NSLog(@"\n&a=%p\n&b=%p\n&c=%p\n&d=%p\n&e=%p\n&f=%p\nstr=%p\nobj=%p\n",
              &a, &b, &c, &d, &e, &f, str, obj);
        
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}
/*
 字符串常量
 str=0x10dfa0068
 
 已初始化的全局变量、静态变量
 &a =0x10dfa0db8
 &c =0x10dfa0dbc
 
 未初始化的全局变量、静态变量
 &d =0x10dfa0e80
 &b =0x10dfa0e84
 
 堆
 obj=0x608000012210
 
 栈
 &f =0x7ffee1c60fe0
 &e =0x7ffee1c60fe4
 */

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

如何判断一个指针是否为Tagged Pointer?
iOS平台,最高有效位是1(第64bit)
Mac平台,最低有效位是1

NSNumber *number1 = @1;
NSLog(@"%p ", number1);  //0x127,这里并不是一个对象地址

[number intValue];
这个方法如果是Tagged Pointer的话,走objc_msgSend()方法的时候就不会去类对象里面找了,而知直接返回对应的值

举例说明

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    dispatch_async(queue, ^{
        self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];
    });
}
内部实现
- (void)setName:(NSString *)name
{
    if (_name != name) {
        [_name release];
        _name = [name retain];
    }
}
多次release导致崩溃,坏内存,解决方案:加锁
    
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    dispatch_async(queue, ^{
        self.name = [NSString stringWithFormat:@"abc"];
    });
}
不会崩溃,因为较短,直接在内存地址中保存,使用了Tagged Pointer技术
Tagged Pointer对比.png

OC对象的内存管理

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

内存管理的经验总结
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

可以通过以下私有函数来查看自动释放池的情况

extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);

copy

拷贝的目的:产生一个副本对象,跟源对象互不影响
修改了源对象,不会影响副本对象
修改了副本对象,不会影响源对象

NSArray的copy

NSString的copy.png

NSutableArray的copy

NSutableString的copy.png

iOS提供了2个拷贝方法

  • copy,不可变拷贝,产生不可变副本
  • mutableCopy,可变拷贝,产生可变副本

深拷贝和浅拷贝

  • 深拷贝:内容拷贝,产生新的对象
  • 浅拷贝:指针拷贝,没有产生新的对象

具体关系如下图,只要是不可变的copy一定是浅拷贝,其他都是深拷贝


copy和mutableCopy.png

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指针中相见Runtime章,也可能存储在SideTable类中,refcnts是一个存放着对象引用计数的散列表


SideTable.png

下面是一个自我误区,这里person的引用计数是2

Person *person = [[Person alloc] init];
NSMutableArray *arr = [[NSMutableArray alloc]initWithObjects:person, nil];

dealloc

当一个对象要释放时,会自动调用dealloc,接下的调用轨迹是

dealloc
_objc_rootDealloc
rootDealloc
object_dispose
objc_destructInstance、free
dealloc.png

自动释放池

自动释放池的主要底层数据结构是:__AtAutoreleasePool、AutoreleasePoolPage
调用了autorelease的对象最终都是通过AutoreleasePoolPage对象来管理的

源码分析
clang重写@autoreleasepool
objc4源码:NSObject.mm

image.png

AutoreleasePoolPage的结构

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

AutoreleasePoolPage.png

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

Runloop和Autorelease

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()

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