引用计数
在iOS中，使用引用计数来管理OC对象的内存
1、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
2、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
3、引用计数存在优化过的isa指针中（19位存放引用计数，不够存储的时候has_sidetable_rc变为1，若不够存储就存到SideTable中的refcountMap散列表中
4、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
MRC Manual Reference Counting 手动引用计数（手动内存管理）
ARC Automatic Reference Counting 自动引用计数（自动内存管理）
一、MRC
简单的说：谁retain谁release
@interface ViewController ()
//retain 引用计数+1
@property (retain, nonatomic) NSMutableArray *data;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//三种方式
//1、最原始的写法
// self.data = [[NSMutableArray alloc] init];
// [self.data release];
//2、写法不需要release 内部已经autorelease、
//self.data = [NSMutableArray array];
// 3、autorelease 不需要再去release
//self.data = [[[NSMutableArray alloc] init] autorelease];
}
- (void)dealloc {
self.data = nil;
[super dealloc];
}
二、ARC
ARC 都帮我们做了什么？
LLVM + Runtime互相协调， ARC 利用LLVM编译器自动帮我生成release和retain，autorelease相当于开启了ARC，弱引用就要用到Runtime，在程序运行过程中监控到对象销毁的时候，会把对象对应的弱引用都清空，不是编译器的功劳是runtime功劳
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
看实例,简单的类创建和释放过程
1、自动给释放池
@autoreleasepool {
MJPerson *person = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
}
2、编译c++代码如下
{
__AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
MJPerson *person = ((MJPerson *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)((MJPerson *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)((MJPerson *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("MJPerson"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init")), sel_registerName("autorelease"));
}
3、c++代码简化后，申明了__AtAutoreleasePool局部变量，创建MJPerson类
{
__AtAutoreleasePool __autoreleasepool;//申明局部变量 里面是一个结构体
MJPerson *person = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];//创建person
}
4、__AtAutoreleasePool再往底层，里面实际是一个结构体,结构体里是一个构造函数，一个析构函数
struct __AtAutoreleasePool {
__AtAutoreleasePool() { // 构造函数，在创建结构体的时候调用
atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
}
~__AtAutoreleasePool() { // 析构函数，在结构体销毁的时候调用
objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
}
void * atautoreleasepoolobj;
};
5、所以又把最初的自动释放池创建类简化为三行代码，主要是 构造函数：atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush(); 及析构函数：objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
@autoreleasepool {
MJPerson *person = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
}
简化后
atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();构造函数
MJPerson *person = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);//析构函数
5.1 构造函数push atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
c语言的objc_autoreleasePoolPush()会调用c++类的AutoreleasePoolPage::push()方法
void *
objc_autoreleasePoolPush(void)
{
return AutoreleasePoolPage::push();
}
push底层内部实现
static inline void *push()
{
id *dest;
if (slowpath(DebugPoolAllocation)) {
// Each autorelease pool starts on a new pool page.
dest = autoreleaseNewPage(POOL_BOUNDARY);
} else {
dest = autoreleaseFast(POOL_BOUNDARY);
}
ASSERT(dest == EMPTY_POOL_PLACEHOLDER || *dest == POOL_BOUNDARY);
return dest;
}
5.2 析构函数pop objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
void
objc_autoreleasePoolPop(void *ctxt)
{
AutoreleasePoolPage::pop(ctxt);
}
pop内部实现
template
static void
popPage(void *token, AutoreleasePoolPage *page, id *stop)
{
if (allowDebug && PrintPoolHiwat) printHiwat();
page->releaseUntil(stop);
// memory: delete empty children
if (allowDebug && DebugPoolAllocation && page->empty()) {
// special case: delete everything during page-per-pool debugging
AutoreleasePoolPage *parent = page->parent;
page->kill();
setHotPage(parent);
} else if (allowDebug && DebugMissingPools && page->empty() && !page->parent) {
// special case: delete everything for pop(top)
// when debugging missing autorelease pools
page->kill();
setHotPage(nil);
} else if (page->child) {
// hysteresis: keep one empty child if page is more than half full
if (page->lessThanHalfFull()) {
page->child->kill();
}
else if (page->child->child) {
page->child->child->kill();
}
}
}
5.3 调用c++中push中有autoreleaseNewPage， pop中AutoreleasePoolPage，所以都用到AutoreleasePoolPage，因此自动释放池的主要底层数据结构是：__AtAutoreleasePool、AutoreleasePoolPage
6、__AtAutoreleasePool内部是两个结构体，objc_autoreleasePoolPush以下简称push， objc_autoreleasePoolPop 简称push
这两个里又用到AutoreleasePoolPage数据结构，所以底层都是靠AutoreleasePoolPage来管理，调用autorelease的对象最终都是通过AutoreleasePoolPage对象来管理的
去NSObject中查看AutoreleasePoolPage类，objc4源码：NSObject.mm
6.1 AutoreleasePoolPage类中的有用的成员变量
6.2 AutoreleasePoolPage内部结构，0x1000-0x2000，共4096个字节
6.2.1 、0x1000-0x1038段存成员变量
由图可知0x1000转十进制为4096------0x1038转十进制4152,一共56个字节，用来存储成员变量
6.2.2 、0x1038-0x2000存autorelease对象的地址4040个字节
0x1038转十进制为4152------0x2000转十进制8192,一共4040个字节，用来存放autorelease对象的地址
6.2.3 、 AutoreleasePoolPage对象通过双向链表链接
所有的AutoreleasePoolPage对象通过双向链表的形式连接在一起，用child指针指向下一个AutoreleasePoolPage，用parent指针指向上一个AutoreleasePoolPage
若剩下的（0x1038到0x2000之间）4040个字节中不够存放autorelease对象，会创建下一个 AutoreleasePoolPage对象（一般一个对象8个字节）
AutoreleasePoolPage中，查看底层代码
begin() 实现,返回的是这个指针的地址和大小
id * begin() {
return (id *) ((uint8_t *)this+sizeof(*this));
}
end() 实现，得到整个地址大小SIZE=4096个字节
id * end() {
return (id *) ((uint8_t *)this+SIZE);
}
注意：不是一个person对象对应创建一个AutoreleasePoolPage，也不是一个pool池创建一个AutoreleasePoolPage，是放不下的时候才会创建多个，如1000个person对象至少需要8000个字节，因为一个AutoreleasePoolPage中能存储autorelease对象一共是4040个，那么至少是需要两个AutoreleasePoolPage才够存放，存放方式
6.3 AutoreleasePoolPage中进栈出栈过程（栈不是指的栈区，这部分存在数据块区）
push过程
6.3.1 一个AutoreleasePool
一个对象调用objc_autoreleasePoolPush（push）方法会将一个POOL_BOUNDARY等于0入栈，表示边界，并且返回其存放的内存地址
POOL_BOUNDARY放在autorelease的首位置 接下来的位置存放person1 person2 .。。。
@autoreleasepool {
// atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
MJPerson *p1 = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
MJPerson *p2 = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
// objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
}
查看源码
objc_autoreleasePoolPush是将一开始的POOL_BOUNDARY压入page栈中，再把对象地址返回（可以自行查看源码），不够哟过时创建下一个page
page->add(POOL_BOUNDARY);
6.3.1 多个AutoreleasePool嵌套
@autoreleasepool { // r1 = push()
MJPerson *p1 = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
MJPerson *p2 = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
MJPerson *p21 = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
MJPerson *p22 = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
MJPerson *p23 = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
@autoreleasepool { // r2 = push()
for (int i = 0; i < 600; i++) {
MJPerson *p3 = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
}
@autoreleasepool { // r3 = push()
MJPerson *p4 = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
_objc_autoreleasePoolPrint();
} // pop(r3)
} // pop(r2)
} // pop(r1)
打印结果,可以看出换页了，有full hot标记
objc[37067]: ##############
objc[37067]: AUTORELEASE POOLS for thread 0x1000e7e00
objc[37067]: 609 releases pending.
bjc[37067]: [0x106009000] ................ PAGE (full) (cold)
objc[37067]: [0x106009038] ################ POOL 0x106009038
objc[37067]: [0x106009040] 0x10052b610 MJPerson
objc[37067]: [0x106009048] 0x10052ac30 MJPerson
objc[37067]: [0x106009050] 0x100529dc0 MJPerson
objc[37067]: [0x106009058] 0x100529830 MJPerson
objc[37067]: [0x106009060] 0x100529350 MJPerson
objc[37067]: [0x106009068] ################ POOL 0x106009068
objc[37067]: [0x106009070] 0x1005294b0 MJPerson
objc[37067]: [0x106009078] 0x100524da0 MJPerson
objc[37067]: [0x106009080] 0x100529040 MJPerson
.
.
.省略
objc[37067]: [0x106009ff8] 0x10052f380 MJPerson
objc[37067]: [0x100810000] ................ PAGE (hot)
objc[37067]: [0x100810038] 0x10052f390 MJPerson
objc[37067]: [0x100810040] 0x10052f3a0 MJPerson
objc[37067]: [0x100810048] 0x10052f3b0 MJPerson
.
.
objc[37067]: [0x100810360] 0x10052f9e0 MJPerson
objc[37067]: [0x100810368] ################ POOL 0x100810368
objc[37067]: [0x100810370] 0x10052f9f0 MJPerson
objc[37067]: ##############
注：............... PAGE (full) (cold)表示已满，................ PAGE (hot) 表示当前活跃的page
这里需要至少两个page,里面的存放方式是每一个autoreleasepool的push都会有一个POOL_BOUNDARY
pop 过程
查看源码
template
static void
popPage(void *token, AutoreleasePoolPage *page, id *stop)
{
if (allowDebug && PrintPoolHiwat) printHiwat();
page->releaseUntil(stop);
// memory: delete empty children
if (allowDebug && DebugPoolAllocation && page->empty()) {
// special case: delete everything during page-per-pool debugging
AutoreleasePoolPage *parent = page->parent;
page->kill();
setHotPage(parent);
} else if (allowDebug && DebugMissingPools && page->empty() && !page->parent) {
// special case: delete everything for pop(top)
// when debugging missing autorelease pools
page->kill();
setHotPage(nil);
} else if (page->child) {
// hysteresis: keep one empty child if page is more than half full
if (page->lessThanHalfFull()) {
page->child->kill();
}
else if (page->child->child) {
page->child->child->kill();
}
}
}
page->releaseUntil(stop);有一句这个代码，release直到stop，stop的标记就是之前的POOL_BOUNDARY位置
总结
整个ARC的过程实际就是进栈出栈过程，其中最底层由AutoreleasePoolPage来管理
7、autorelease释放时机
存在两种情况
1、有 @autoreleasepool {}
这种情况的调用时机就是上面的讲解过程，就是调用pop的时候就会释放，也就是大括号结束的地方
2、没有autoreleasepool大括号， MJPerson *person = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];这种情况
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
NSLog(@"1");
MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init];
NSLog(@"3");
NSLog(@"%s", __func__);
}
- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated
{
[super viewWillAppear:animated];
NSLog(@"%s", __func__);
}
- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated
{
[super viewDidAppear:animated];
NSLog(@"%s", __func__);
}
运行结果
2021-05-27 13:21:22.093420+0800 Interview18-autorelease时机[37726:5017612] 1
2021-05-27 13:21:22.093579+0800 Interview18-autorelease时机[37726:5017612] 3
2021-05-27 13:21:22.093675+0800 Interview18-autorelease时机[37726:5017612] -[ViewController viewDidLoad]
2021-05-27 13:21:22.093770+0800 Interview18-autorelease时机[37726:5017612] -[MJPerson dealloc]
2021-05-27 13:21:22.102455+0800 Interview18-autorelease时机[37726:5017612] -[ViewController viewWillAppear:]
2021-05-27 13:21:22.112922+0800 Interview18-autorelease时机[37726:5017612] -[ViewController viewDidAppear:]
根据答应结果可能会回答释放时机是在viewDidLoad之后，viewWillAppear之前，这种回答是很片面的
释放时机全面回答：
与runloop有关。会在所处的loop休眠之前进行release
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()
问题： 方法里有局部对象， 出了方法后会立即释放吗
1、如果局部对象 是在autorelease里
在某次RunLoop循环中，RunLoop休眠之前调用了release
2、 如果arc生成的调用release
代码[p release] 会立即释放