AutoreleasePool 的实现机制 (一)

本篇文章主要是通过 clang 重写 @autoreleasepool 引出 AutoreleasePoolPage 类.

@autoreleasepool 的使用

在ARC下, 我们也可以使用 @autoreleasepool{} 来把对象加入自动释放池, 在 @autoreleasepool{} 作用域中, 标记了 __autoreleasing 的对象以及非 init、copy 开头的方法返回的对象, 都会被加入自动释放池(忽略编译器优化问题, 编译器针对Autorelease对象的优化问题, 请移步 https://www.jianshu.com/p/aae7c3bd2191).

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        __weak NSArray * weakArray;
        {
            __autoreleasing NSArray * array = [[NSArray alloc] initWithObjects:[NSString stringWithFormat:@"%d", argc], nil];
            weakArray = array;
        }
        NSLog(@"%@", weakArray);
    }
}

这段代码中 weakArray 输出有值, 表明 array 已经被加入到 Autoreleasepool 中.

Autorelease 对象的释放时间

上面的代码中, Autorelease 的对象 array 会在什么时候释放是一个经常会被问到的问题, 一般情况下, 是在出 @autoreleasepool{} 的作用域时被释放, 但是在出作用域的时候, 发生了些什么操作才是释放 autorelease 对象的根本原因.
使用

clang -rewrite-objc main.m

重写 main.m 文件(需要删除 Application 和 UIKit 的引用, 使用 Foundation 可以重写成功, 涉及到链接库问题)后, 得到了下面这段代码

int main(int argc, char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 
        NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_vn_fbv84_4j30d4nstn4cs1v1gm0000gn_T_main_d8f1de_mi_0);
    }
}

忽略掉 NSLog 的部分, 可以看到一个作用域中声明了一个 __AtAutoreleasePool 结构体, 在 main.cpp 中搜索到

struct __AtAutoreleasePool {
  __AtAutoreleasePool() {atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}
  ~__AtAutoreleasePool() {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}
  void * atautoreleasepoolobj;
};

__AtAutoreleasePool 结构体有一个构造函数和一个析构函数以及一个 void * 型的指针, 就是说声明 __AtAutoreleasePool 结构体的同时, 会调用构造函数, 在构造函数中通过调用 objc_autoreleasePoolPush() 得到一个返回值, 在出作用域的时候自动调用析构函数, 把得到的返回值作为参数调用 objc_autoreleasePoolPop() 函数. 所以关键就是 objc_autoreleasePoolPush() 和 objc_autoreleasePoolPop() 两个函数.
可以说是该自动释放池从 objc_autoreleasePoolPush() 开始, 期间的 autorelease 类型的对象都会加入到这个自动释放池中, 最后在 objc_autoreleasePoolPop() 调用时, 释放掉池中所有的 autorelease 对象.

objc_autoreleasePoolPush() 和 objc_autoreleasePoolPop()

在 objc4 代码中, 可以查询到这两个函数, 分别是

void * objc_autoreleasePoolPush(void)
{
    return AutoreleasePoolPage::push();
}

和

void objc_autoreleasePoolPop(void *ctxt)
{
    AutoreleasePoolPage::pop(ctxt);
}

所以整个 Autoreleasepool 的实现机制, 主要是由 AutoreleasePoolPage 这个类来实现.

下一篇文章会深入 objc4 代码, 解析 AutoreleasePoolPage 类的成员变量(已更新 Autoreleasepool 的实现机制 (二): https://www.jianshu.com/p/b0b739e064ad).