在《Objective-C高级编程》的第一部分内存管理中,有这么一节,其中说明了一个结论:
使用附有__weak修饰符的变量,即是使用注册到autoreleasepool中的对象。
按道理来说没有错。在ARC环境下,为了防止在使用过程中__weak指针指向的对象被释放,运行时系统就会自动将对象加入自动释放池中( -autorelease ),延后释放过程。
1. 对于书中结论的验证
可是,按照书中的验证方式,我并没有发现autoreleasepool的容器中插入了对象。更离奇的是,书中还有说:
如果大量地使用附有__weak修饰符的变量,注册到autoreleasepool的对象也会大量增加。
{
id __weak o = obj;
NSLog(@"1 %@", o);
NSLog(@"2 %@", o);
NSLog(@"3 %@", o);
NSLog(@"4 %@", o);
NSLog(@"5 %@", o);
}
通过调用 _objc_autoreleasePoolPrint() 函数,书中得到的结果是:
#########
AUTORELEASE POOLS for thread 0xad0392c0
6 releases pending
[0x6a85000] ............ PAGE (hot) (cold)
[0x6a85028] ############ POOL 0x6a85028
[0x6a8502c] 0x6719e40 NSObject
[0x6a85030] 0x6719e40 NSObject
[0x6a85034] 0x6719e40 NSObject
[0x6a85038] 0x6719e40 NSObject
[0x6a8503c] 0x6719e40 NSObject
########
可是实际上,我的到的结果是
objc[4106]: ##############
objc[4106]: AUTORELEASE POOLS for thread 0x1000a95c0
objc[4106]: 1 releases pending.
objc[4106]: [0x102801000] ................ PAGE (hot) (cold)
objc[4106]: [0x102801038] ############## POOL 0x102801038
objc[4106]: ##############
明显不一致。那么问题出在哪呢?
因为我想,使用__weak对象,即是对__weak对象发消息。因此,换一种方式,调用任意一个方法,比如:
@autoreleasepool {
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
id __weak weakObj = obj;
[weakObj description];
[weakObj description];
[weakObj description];
[weakObj description];
[weakObj description];
_objc_autoreleasePoolPrint();
}
得到的结果是
objc[4279]: ##############
objc[4279]: AUTORELEASE POOLS for thread 0x1000a95c0
objc[4279]: 6 releases pending.
objc[4279]: [0x101003000] ................ PAGE (hot) (cold)
objc[4279]: [0x101003038] ################ POOL 0x101003038
objc[4279]: [0x101003040] 0x102025d00 __NSCFString
objc[4279]: [0x101003048] 0x1020022e0 __NSCFString
objc[4279]: [0x101003050] 0x102025cb0 __NSCFString
objc[4279]: [0x101003058] 0x102025db0 __NSCFString
objc[4279]: [0x101003060] 0x102025de0 __NSCFString
objc[4279]: ##############
这便与书中的结论不谋而合了。
同时,这也证实了“使用附有__weak修饰符的变量,即是使用注册到autoreleasepool中的对象”这一结论。
那么,添加到autoreleasepool的这一过程是如何实现的呢。
按书中所说,使用__weak对象之前,__weak指针进行了如下操作:
id tmp = objc_loadWeakRetained(&obj);
objc_autorelease(tmp);
其中,objc_loadWeakRetained实现如下:
id
objc_loadWeakRetained(id *location)
{
// id *location即指向对象的指针(也就是weak指针的地址)
id obj;
id result;
Class cls;
SideTable *table;
retry:
obj = *location; // 取出对象
if (!obj) return nil;
if (obj->isTaggedPointer()) return obj;
table = &SideTables()[obj]; // 获取对应的SideTable
table->lock();
if (*location != obj) {
table->unlock();
goto retry;
}
result = obj;
cls = obj->ISA();
if (! cls->hasCustomRR()) {
assert(cls->isInitialized());
// 没有覆盖内存管理的相关方法,
// 则对obj进行retain操作
if (! obj->rootTryRetain()) {
// 不成功,返回nil
result = nil;
}
}
else {
if (cls->isInitialized() || _thisThreadIsInitializingClass(cls)) {
BOOL (*tryRetain)(id, SEL) = (BOOL(*)(id, SEL))
class_getMethodImplementation(cls, SEL_retainWeakReference);
if ((IMP)tryRetain == _objc_msgForward) {
result = nil;
}
// tryRetain的IMP存在(函数指针存在)
else if (! (*tryRetain)(obj, SEL_retainWeakReference)) {
// 指行retain不成功,返回nil
result = nil;
}
}
else {
// class没有初始化(首次访问)
table->unlock();
// 对cls进行初始化,之后重新检查
_class_initialize(cls);
goto retry;
}
}
table->unlock();
return result;
}
由代码可知,
- 真正的操作即是对weak指向对象的 obj->rootTryRetain() 操作。在其中根据对象类型进行retain。
- 之后,返回的tmp对象即为指向的对象(与obj相同),对其进行autorelease操作,将对象添加到底层当前的AutoReleasePoolPage中,以延后释放。
- 最后,才可以正常使用__weak对象进行操作。
- 当autoreleasepool准备drain时,才会将weak指向的对象进行release。
从此过程中,我们可以知道:
每使用一次__weak对象,运行时系统都会将其指向的原始对象先retain,之后保存到自动释放池中( AutoReleasePoolPage的add() 函数)。因此如果大量调用__weak对象,则会重复进行此工作。不仅耗费无意义的性能(重复存储同一对象),还会使内存在短时间内大量增长。
2. NSLog引发的猜想
虽然过程明白了,但是还有一个问题,为什么按照书中,使用NSLog函数访问__weak对象,就不会将指向的对象加入到autoreleasepool中呢?
如图,在调试代码过程中,偶然发现,在每次执行NSLog语句时,都会触发调用objc_autoreleasePoolPush函数,调用完成之后,还会执行objc_autoreleasePoolPop函数。这不就是明显的 @autoreleasepool{} 的实现吗?
通过调试不难发现,通过NSLog访问__weak对象并不是不触发添加到自动释放池的过程,而是在NSLog自身实现中,包含了自己的autoreleasepool,在调用过程中,__weak指向的对象被retain后,加入到了此内部的autoreleasepool中。待NSLog执行完成后,autoreleasepool在RunLoop的循环中被释放,其内部的对象也被移除出autoreleasepool后被执行release了。
因此,在外部方法执行过程中,__weak指针指向的对象的引用计数不发生变化,且所在的autoreleasepool中并不包含此对象就不难理解了。