autoreleasepool 是如何实现的?

虽然在ARC时代我们可以完全不知道Autorelease就能管理好内存,但在了解Objective-C内存管理还是十分重要的,在阅读了书籍和一些干货并动手验证之后,决定总结autoreleasePool的实现。


什么是autorelease

autoreleasePool如何实现需要先知道什么是autorelease

autorelease类似于C语言中Automatic variable自动变量,程序执行时,若某自动变量超出其作用域,该自动变量将被自动废弃。

autorelease何时释放

面试时提问Objective-C内存管理基本都会问到autorelease何时释放,在没有使用@autoreleasepool的情况,autorelease对象是在当前的runloop迭代结束时释放。

每个runloop中都会创建一个 autoreleasepool 并在runloop迭代结束进行释放。

如果是手动创建autoreleasepool,自己创建Pool并释放:

Apple文档中提到:

不管是MRC还是ARC最好使用@autoreleasepool blocks。

@autoreleasepool

上面提到的使用@autoreleasepool来手动创建并释放autorelease
@autoreleasepool 使用clang编译之后

@autoreleasepool被转转换成__AtAutoreleasePool 结构体类型

可以看到 __AtAutoreleasePool() 构造函数调用objc_autoreleasePoolPush(),~__AtAutoreleasePool() 析构函数调用 objc_autoreleasePoolPop()

MRC 中我们使用 NSAutoreleasePool 来创建AutoreleasePool,那么相应的实现如下:

objc_autoreleasePoolPushobjc_autoreleasePoolPop 是什么呢?

objc_autoreleasePoolPushobjc_autoreleasePoolPop 实现需要从runtime源代码看到,文中的代码的是最新的objc4-706.tar.gz

NSObject.mm 文件中:

113672149-c7f5b4dc5a9b6dd9

NSObject.mm

实际上是调用AutoreleasePoolPagepushpop两个类方法

AutoreleasePoolPage

首先来看一下AutoreleasePoolPage这个类

123672149-a8e6a554b3f6d107

AutoreleasePoolPage
  • magic 检查校验完整性的变量
  • next 指向新加入的autorelease对象下一个位置如下图:
133672149-2ab66fa726b31ac6

next
  • thread page当前所在的线程
  • parent 父节点 指向前一个page
  • child 子节点 指向下一个page
  • depth 链表的深度,节点个数
  • hiwat high water mark 数据容纳的一个上限
  • EMPTY_POOL_PLACEHOLDER 空池占位
  • POOL_BOUNDARY 是一个边界对象 nil,之前的源代码变量名是 POOL_SENTINEL哨兵对象,用来区别每个page即每个 AutoreleasePoolPage 边界
  • PAGE_MAX_SIZE 定义的大小在下图可以看到:
143672149-dab24ef25b8c7574

PAGE_MAX_SIZE
  • PAGE_MAX_SIZE = 4096, 为什么是4096呢?其实就是虚拟内存每个扇区4096个字节,4K对齐的说法。
  • COUNT 一个page里对象数

在自动释放池中每一个AutoreleasePoolPage

都是以双链表的形式连接起来的:

153672149-7ea8e16cedb69d1b

Pool

parent指向前一个page , child指向下一个page

push

163672149-25e788aede2fe5d5

push

每当自动释放池调用objc_autoreleasePoolPush时都会把边界对象放进栈顶,然后返回边界对象,用于释放。

atautoreleasepoolobj 就是返回的边界对象

push就是压栈的操作,先加入边界对象然后添加A对象在边界对象之后,下一个B对象压入A对象之后,就像羽毛球筒放羽毛球一样

pop

173672149-8c3a6a9f0f117355

pop

自动释放池释放是传入 push 返回的边界对象,

然后将边界对象指向的这一页 AutoreleasePoolPage 内的对象释放

@End

总结:

  1. 自动释放池是一个个 AutoreleasePoolPage 组成的一个page是4096字节大小,每个 AutoreleasePoolPage 以双向链表连接起来形成一个自动释放池
  2. pop 时是传入边界对象,然后对page 中的对象发送release 的消息

文章有什么理解不是很到位的希望指出

参考资料

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