OC内存管理

内存管理

一、内存布局

内存布局

内存1

内存2

二、内存管理方案

2.1、方案介绍

TaggedPointer
比如NSNumber类型
NONPOINTER_ISA
针对64位架构
散列表
包括引用计数表和弱引用计数表

2.2、散列表

散列表

问题1：为什么不是一个SideTable?

存在效率问题。操作其中一个对象引用计数时，会被加锁，后面对象就会要一直等待。

为了解决上述问题：引入了分离锁的计数解决方案，提高访问效率。

分离锁

问题2：怎样通过一个对象指针快速定位属于哪个Side Tables?

通过哈希查找、不涉及遍历、查找效率高。
Side Tables的本质是一张Hash表。

三、数据结构

3.1、Spinlock_t(自旋锁)

Spinlock_t是“忙等”的锁。
适用于轻量访问。

3.2、引用计数表

是一个哈希表。
通过哈希查找。
通过指针查找引用计数。

引用计数查找1

引用计数查找2

3.3、弱引用计数表

弱引用计数表

四、MRC和ARC相关

4.1、MRC(手动引用计数)

MRC

其中红色部分不能在MRC下使用！

4.2、ARC(自动引用计数)

ARC

五、引用计数管理

alloc
retain
release
retainCount
dealloc

5.1、alloc实现

经过一系列调用，最终调用了C函数calloc。
此时并没有设置引用计数为1。

5.2、retain实现

retain

5.3、release实现

release

5.4、retainCount实现

retainCount

这里解答了alloc为什么引用计数没有加1，而retainCount获取的数值却为1。

5.5、dealloc实现(重点)

5.5.1、 dealloc实现流程图

dealloc

5.5.2、 object_dispose实现

object_dispose

5.5.3、 objc_destructInstance实现

objc_destructInstance

问题3：通过关联对象为一个类添加实例变量，在对象的dealloc方法中是否有必要对关联对象进行移除？

没必要，因为系统已经进行移除了(如上图)。

5.5.4、 clearDeallocating实现

clearDeallocating

问题4：为什么一个弱引用对象指针，在对象销毁后，会自动置为nil？

1、因为在对象销毁后，会调用dealloc方法。
2、在dealloc内部方法实现中，会调用weak_clear_no_lock()函数。
3、在该函数内部，会根据当前对象指针，利用哈希算法，查找弱引用表，然后取出弱引用数组，遍历这个数组，将弱引用指针全部置为nil。

六、弱引用管理

问题5：一个weak变量是怎样被添加到弱引用计数表中的？

解释：
这里讲解一下weak修饰的变量会经历哪些步骤就可以了。
1、一个被声明为weak的变量，经过编译器编译后，会调用objc_initWeak()、storeWeak()、weak_register_no_lock()函数。
2、在weak_register_no_lock()函数中，进行一个弱引用添加。具体添加的位置，是通过哈希算法查找的。

6.1、系统内部函数调用

weak编译

objc_initWeak

weak_register_no_lock()
通过哈希算法，查找对应位置；将弱引用weak变量添加到弱引用计数表中。

6.2、清除变量，弱引用指针指向nil

dealloc内部调用

这里主要是weak_clear_no_lock起到主要作用。

七、自动释放池

问题6：下面的array什么时候释放

自动释放池

在当次runloop将要结束的时候，对前一次的AutoreleasePool进行pop操作，同时会push一个新的AutoreleasePool。

所以，当前的array会在当前runloop将要结束的时候，调用AutoreleasePoolPage::pop，对对象进行释放。

问题7：AutoreleasePool的实现原理是怎样的？

是以栈为节点通过双向链表 的形式组合而成。

问题8：AutoreleasePool为何可以嵌套使用？

因为多次嵌套在底层的反应是：多次插入哨兵对象。如果当前AutoreleasePoolPage没有满，当然可以插入对象。

问题9：什么是自动释放池？

是以栈为节点通过双向链表 的形式组合而成。

问题10：AutoreleasePool使用场景

在for循环中alloc图片数据等内存消耗大的场景(需要创建很多临时对象)，可以手动插入AutoreleasePool。

7.1、自动释放池代码转换

代码转换

objc_autoreleasePoolPush代码

objc_autoreleasePoolPush

objc_autoreleasePoolPop代码

objc_autoreleasePoolPop

7.2、自动释放池数据结构

7.2.1、概念

数据结构

双向链表

双向链表

栈

7.2.2、AutoreleasePoolPage结构

AutoreleasePoolPage

由上面可以看到：AutoreleasePool是和线程一一对应的。

AutoreleasePoolPage内存地址：

内存地址

7.2.3、AutoreleasePoolPage::push实现

AutoreleasePoolPage::push

AutoreleasePoolPage::push相当于是在栈当中插入哨兵对象，做标记。

7.2.4、[obj autorelease]实现过程

autorelease

调用autorelease

7.2.5、AutoreleasePoolPage::pop

AutoreleasePoolPage::pop

相当于是将next指针到哨兵对象之间的内容，全部release。

发送release消息

next指针回退

7.3、自动释放池总结

总结

八、循环引用

8.1、循环引用类型

循环引用类型

8.2、场景

场景

8.3、破除循环引用思路

思路

8.4、循环引用方案

方案

__weak破解

__weak
__block破解

__block
__unsafe_unretained破解

__unsafe_unretained

8.5、循环引用示例

8.5.1、 Block示例

参考Block示例

8.5.2、 NSTimer示例

先来解释为什么NSTimer能够产生循环引用？

NSTimer

1、因为对象拥有NSTimer，所以要对其强引用。
2、因为NSTimer持有它的target，所以NSTimer强引用对象。
3、通过对象弱引用NSTimer，达不到目的。
因为主线程的Runloop，长驻内存➡️Runloop强引用NSTimer➡️NSTimer强引用对象➡️所以当前对象很难释放。

解决方案：

非重复性定时器

//取消定时器
[timer invalidate];
timer = nil;

重复性定时器

重复性定时器

设置中间对象，判断中间对象所持有的目标对象是否为nil（这里利用到了weak指针会自动为nil）。如果为nil，则执行以下代码：

//取消定时器
[timer invalidate];
timer = nil;

九、内存管理总结

问题11：什么是ARC?

ARC是由LLVM编译器和Runtime共同协作，为我们实现自动引用计数管理。

问题12：苹果是如何实现AutoreleasePool的？

是以栈为节点通过双向链表的形式组合而成。

问题13：什么是循环引用？你遇到过哪些循环引用，是怎样解决的？

上面讲的NSTimer例题就可以。