iOS 中的Tagged Pointer

什么是Tagged Pointer对象

Tagged Pointer对象一般用于NSNumber、NSDate、NSString等小对象的存储。通常来说，普通对象对象需要动态分配内存、维护引用计数等，对象指针存储的是堆中的对象的地址值。而Tagged Pointer对象呢，其指针里面不是地址，而是它的值。所以Tagged Pointer实际上已经不能算是对象了，只是一个对象皮的普通变量。它的内存并不存在堆中，也不需要malloc和free。Tagged Pointer对象不仅节省内存，在内存读取和对象创建上效率大大提高。

什么样的对象算小对象？所有的NSNumber、NSDate、NSString都是小对象吗？

小对象往往指的是占内存较小的对象，小道什么程度呢？小到它的值可以存储在对象的指针里面。在iOS中对象的指针是8位，8*8=64bit，由于对象指针本身还要存储地址，对很多占用内存比较小的对象，比如NSNumber、NSDate、NSString，它们有时候内存很小，可以直接和地址存储在对象指针里面，不需要开辟堆空间来存储。但是当它们的内存比较大时，指针存不下时，也会开辟堆空间来存储。下面我们以字符串为例子来演示一下：
首先创建一个字符串属性，用strong修饰：

@property (nonatomic, strong) NSString *aString;

接着多线程给aString进行赋值操作，如demo1：

 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.djx.cn", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    for (int i = 0; i<10000; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            self.aString = [NSString stringWithFormat:@"123456789"];  
             NSLog(@"%@",self.aString);
        });
    }

这段代码运行时正常的。但是如果我们把字符串长度在增加一下，如demo2：

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.djx.cn", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    for (int i = 0; i<10000; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            self.aString = [NSString stringWithFormat:@"1234567890"];  
             NSLog(@"%@",self.aString);
        });
    }

这段代码就会崩溃，为什么？这里demo2和demo1的不同仅仅是因为demo1的字符串长度为9位，而demo2字符串长度为10位，就多了以为，就会崩溃。补充：字符串的在内存中比较特殊，字符串主要有三种存储形式：

1、Tagged Pointer对象，就像上面介绍的那样；
2、存储在常量区，比如aString = @"ureryueyr"等，这种在编译期就能确定的就存在常量区，不存在引用计数管理的问题；
3、普通的字符串对象，通过stringWithFormat创建较长的字符串，比如上面的demo2，此时跟其他OC对象没有区别。

分析：首先因为属性aString是用strong修饰的，demo2崩溃的原因是因为set方法里进行了retain和release操作，在release操作的时候，由于多线程的原因，有可能变量刚release，又被其他线程release导致过度释放的问题。但是demo1为什么就不会崩溃的？原因在于demo1中的对象是个Tagged Pointer对象。怎么知道？
demo1运行时：

tagged_point.jpeg

demo2运行时：

普通对象.jpeg

对比demo1和demo2发现，demo1的对象是Tagged Pointer对象，demo2是普通的对象。为什么Tagged Pointer对象多线程set就不会崩溃呢？

Tagged Pointer对象的内存管理

它们内存管理是没有通过引用计数来管理，自然就会出现像普通对象的过度释放的崩溃信息：

__attribute__((aligned(16), flatten, noinline))
id 
objc_retain(id obj)
{
    if (obj->isTaggedPointerOrNil()) return obj;
    return obj->retain();
}

__attribute__((aligned(16), flatten, noinline))
void 
objc_release(id obj)
{
    if (obj->isTaggedPointerOrNil()) return;
    return obj->release();
}

__attribute__((aligned(16), flatten, noinline))
id
objc_autorelease(id obj)
{
    if (obj->isTaggedPointerOrNil()) return obj;
    return obj->autorelease();
}

通过源码可以看到，如果是Tagged Pointer对象，就不会进行retain和release操作。