AutoReleasePoolPage

類(lèi)的定義

class AutoreleasePoolPage 
{
    static pthread_key_t const key = AUTORELEASE_POOL_KEY;
    static uint8_t const SCRIBBLE = 0xA3;
    static size_t const SIZE = PAGE_MAX_SIZE;

    static size_t const COUNT = SIZE / sizeof(id);

    magic_t const magic;
    id *next;
    pthread_t const thread;
    AutoreleasePoolPage * const parent;
    AutoreleasePoolPage *child;
    uint32_t const depth;
    uint32_t hiwat;
}

成員變量解析:

• key：用于創(chuàng)建線(xiàn)程的標(biāo)識(shí)
• SCRIBBLE：刷子秀菱，可以不需要關(guān)心
• SIZE：4096Bytes
• COUNT：4096/8
• magic：用于驗(yàn)證 AutoReleasePoolPage 的完整性
• next：棧頂指針
• thread： 當(dāng)前線(xiàn)程
• parent： 父節(jié)點(diǎn)， AutoReleasePoolPage 是一個(gè)雙向鏈表次员，這個(gè)parent也就是指向上一個(gè)節(jié)點(diǎn)
• child： 子節(jié)點(diǎn)（下一個(gè)節(jié)點(diǎn)）
• depth： 深度，標(biāo)識(shí)這是第幾個(gè)節(jié)點(diǎn)，從0開(kāi)始計(jì)數(shù)
• hiwat： high water mark 高水位線(xiàn)图呢，用來(lái)報(bào)警內(nèi)存占用

就如前面所說(shuō)，AutoReleasePoolPage 他是一個(gè)雙向鏈表骗随，每個(gè)節(jié)點(diǎn)大小為4096Bytes蛤织，而且前面56Bytes是成員函數(shù)所占有的。而且每個(gè)節(jié)點(diǎn)中有一個(gè)堆棧鸿染，其中next指針是指向棧頂指蚜。

begin()和end()兩個(gè)方法分辨指向棧底和對(duì)象的結(jié)尾：

begin

id * begin() {
    return (id *) ((uint8_t *)this+sizeof(*this));
}

end

id * end() {
    return (id *) ((uint8_t *)this+SIZE);
}

標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)棧操作

add

id *add(id obj)
{
    assert(!full());
    unprotect();
    id *ret = next; 
    *next++ = obj;
    protect();
    return ret;
}

出棧

releaseUntil

void releaseUntil(id *stop) 
{        
    while (this->next != stop) {

        AutoreleasePoolPage *page = hotPage();

        while (page->empty()) {
            page = page->parent;
            setHotPage(page);
        }

        page->unprotect();
        id obj = *--page->next;
        memset((void*)page->next, SCRIBBLE, sizeof(*page->next));
        page->protect();

        if (obj != POOL_BOUNDARY) {
            objc_release(obj);
        }
    }

    setHotPage(this);

#if DEBUG
    // we expect any children to be completely empty
    for (AutoreleasePoolPage *page = child; page; page = page->child) {
        assert(page->empty());
    }
#endif
}

這里的出棧跟普通出棧不太一樣，因?yàn)檫@里的出棧會(huì)一直遞歸出棧到stop才會(huì)停止涨椒，這里的SCRIBBLE就是用來(lái)填寫(xiě)空白內(nèi)存區(qū)的摊鸡。

以上基本上算這個(gè)類(lèi)的定義內(nèi)容的解釋。

那么這個(gè)類(lèi)有什么作用呢蚕冬？

用來(lái)管理實(shí)現(xiàn)垃圾自動(dòng)回收免猾。

怎么實(shí)現(xiàn)垃圾回收？

void autoReleaseTest(void)
{
    void *pool = objc_autoreleasePoolPush();
    
    ........
    
    objc_autoreleasePoolPop(pool);

}

每次有一個(gè)加一個(gè)AutoReleasePool囤热，編譯器自動(dòng)回報(bào)我們解析成以上的形式猎提。那么看一下objc_autoreleasePoolPush()和objc_autoreleasePoolPop(pool)方法的實(shí)現(xiàn)

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

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

也就是要先看看：

push

static inline void *push() 
{
    id *dest;
    if (DebugPoolAllocation) {
        dest = autoreleaseNewPage(POOL_BOUNDARY);
    } else {
        dest = autoreleaseFast(POOL_BOUNDARY);
    }
    assert(dest == EMPTY_POOL_PLACEHOLDER || *dest == POOL_BOUNDARY);
    return dest;
}

這里可以看到Debug實(shí)現(xiàn)的方式不太一樣，

Debug是每次push都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的page

然而非Debug卻不是

這應(yīng)該是為了Release節(jié)省內(nèi)存設(shè)計(jì)的旁蔼。

所以Debug環(huán)境會(huì)比Release環(huán)境內(nèi)存耗費(fèi)的多一點(diǎn)吧锨苏。

至于這里的POOL_BOUNDARY 是被define成一個(gè)nil對(duì)象的，用處就是一個(gè)哨兵對(duì)象的作用棺聊。

說(shuō)一下哨兵的作用：

哨兵節(jié)點(diǎn)通常被用在鏈表和遍歷樹(shù)中伞租，他并不擁有或引用任何被數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理的數(shù)據(jù)。常常用哨兵節(jié)點(diǎn)來(lái)替代null限佩，這樣的好處有：

• 增加操作的速度
• 降低算法的復(fù)雜性和代碼的大小
• 增加數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的魯棒性

簡(jiǎn)單的說(shuō)哨兵就是為了簡(jiǎn)化邊界條件的處理而存在的葵诈。

autoreleaseFast

static inline id *autoreleaseFast(id obj)
{
    AutoreleasePoolPage *page = hotPage();
    if (page && !page->full()) {
        return page->add(obj);
    } else if (page) {
        return autoreleaseFullPage(obj, page);
    } else {
        return autoreleaseNoPage(obj);
    }
}

根據(jù)不同的page狀態(tài)來(lái)進(jìn)行不同的操作

• 當(dāng)page存在且未滿(mǎn)的時(shí)候：直接add object
• 當(dāng)page存在但是已經(jīng)滿(mǎn)了的時(shí)候：先創(chuàng)建一個(gè)page，且當(dāng)前page的child指向新page祟同，新page的parent指向當(dāng)前page作喘，然后add object
• 當(dāng)page不存在的時(shí)候：創(chuàng)建一個(gè)新page，再add object

autoreleaseFullPage

static __attribute__((noinline))
id *autoreleaseFullPage(id obj, AutoreleasePoolPage *page)
{
    assert(page == hotPage());
    assert(page->full()  ||  DebugPoolAllocation);

    do {
        if (page->child) page = page->child;
        else page = new AutoreleasePoolPage(page);
    } while (page->full());

    setHotPage(page);
    return page->add(obj);
}

hotpage()這個(gè)是當(dāng)前正在使用的page

autoreleaseNoPage

static __attribute__((noinline))
id *autoreleaseNoPage(id obj)
{
    assert(!hotPage());

    bool pushExtraBoundary = false;
    if (haveEmptyPoolPlaceholder()) {
        pushExtraBoundary = true;
    }
    else if (obj != POOL_BOUNDARY  &&  DebugMissingPools) {
        _objc_inform("MISSING POOLS: (%p) Object %p of class %s "
                     "autoreleased with no pool in place - "
                     "just leaking - break on "
                     "objc_autoreleaseNoPool() to debug", 
                     pthread_self(), (void*)obj, object_getClassName(obj));
        objc_autoreleaseNoPool(obj);
        return nil;
    }
    else if (obj == POOL_BOUNDARY  &&  !DebugPoolAllocation) {
        return setEmptyPoolPlaceholder();
    }
    AutoreleasePoolPage *page = new AutoreleasePoolPage(nil);
    setHotPage(page);
    
    if (pushExtraBoundary) {
        page->add(POOL_BOUNDARY);
    }
    
    return page->add(obj);
}

add

id *add(id obj)
{
    assert(!full());
    unprotect();
    id *ret = next;  
    *next++ = obj;
    protect();
    return ret;
}

這里的next是指向一個(gè)空指針的耐亏，注意一下徊都！
以上就是push操作了。

pop

static inline void pop(void *token) 
{
    AutoreleasePoolPage *page;
    id *stop;

    if (token == (void*)EMPTY_POOL_PLACEHOLDER) {
        if (hotPage()) {
            pop(coldPage()->begin());
        } else {
            // Pool was never used. Clear the placeholder.
            setHotPage(nil);
        }
        return;
    }

    page = pageForPointer(token);
    stop = (id *)token;
    if (*stop != POOL_BOUNDARY) {
        if (stop == page->begin()  &&  !page->parent) {

        } else {
            return badPop(token);
        }
    }

    if (PrintPoolHiwat) printHiwat();

    page->releaseUntil(stop);

    if (DebugPoolAllocation  &&  page->empty()) {
        AutoreleasePoolPage *parent = page->parent;
        page->kill();
        setHotPage(parent);
    } else if (DebugMissingPools  &&  page->empty()  &&  !page->parent) {
        page->kill();
        setHotPage(nil);
    } 
    else if (page->child) {
        if (page->lessThanHalfFull()) {
            page->child->kill();
        }
        else if (page->child->child) {
            page->child->child->kill();
        }
    }
}

pop操作比push要麻煩一些广辰！
簡(jiǎn)單的說(shuō)就是：

• 找到token所在的page
• 對(duì)token之后的所有對(duì)象暇矫，發(fā)送release消息
• 殺掉多余的page

pageForPointer

static AutoreleasePoolPage *pageForPointer(const void *p) 
{
    return pageForPointer((uintptr_t)p);
}

static AutoreleasePoolPage *pageForPointer(uintptr_t p) 
{
    AutoreleasePoolPage *result;
    uintptr_t offset = p % SIZE;

    assert(offset >= sizeof(AutoreleasePoolPage));

    result = (AutoreleasePoolPage *)(p - offset);
    result->fastcheck();

    return result;
}

• 先獲得偏移量
• 通過(guò)當(dāng)前 p減去偏移量獲取 page指針
• 檢測(cè)完整性
• 返回page

releaseUntil

void releaseUntil(id *stop) 
{        
    while (this->next != stop) {
        AutoreleasePoolPage *page = hotPage();

        while (page->empty()) {
            page = page->parent;
            setHotPage(page);
        }

        page->unprotect();
        id obj = *--page->next;
        memset((void*)page->next, SCRIBBLE, sizeof(*page->next));
        page->protect();

        if (obj != POOL_BOUNDARY) {
            objc_release(obj);
        }
    }

    setHotPage(this);

#if DEBUG

    for (AutoreleasePoolPage *page = child; page; page = page->child) {
        assert(page->empty());
    }
#endif
}

• 獲取hotpage
• 判斷是否為空，非空進(jìn)入下一步择吊，為空獲取parent李根，并且設(shè)置parent為hotpage,然后進(jìn)入上一步
• 獲取棧頂對(duì)象，清空棧頂指針几睛，向棧頂對(duì)象發(fā)送release房轿，下移next指針
• 判斷next是否等于stop，相等進(jìn)入下一步，不相等回到第一步
• 設(shè)置hotpage

在debug環(huán)境中因?yàn)槊看?code>push會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的page囱持，每次pop會(huì)把空的pagekill掉夯接，所以不存在空的page。

kill

if (page->child) {
        if (page->lessThanHalfFull()) {
            page->child->kill();
        }
        else if (page->child->child) {
            page->child->child->kill();
        }
    }

• 當(dāng)page使用量小于一半纷妆，殺掉page的child之后的所有page
• 當(dāng)page的使用量大于一半且存在孫子的時(shí)候盔几，殺掉孫子之后的所有page
• 當(dāng)page的使用量大于一半且不存在孫子的時(shí)候,保留child

這里為什么要保留一個(gè)child,可能大家覺(jué)得很奇怪，其實(shí)是為了節(jié)省開(kāi)銷(xiāo)掩幢，因?yàn)槿绻笥谝话氲臈１徽加昧酥蠛苡锌赡苎放模R上需要新建新的page對(duì)象。

void kill() 
{
    // Not recursive: we don't want to blow out the stack 
    // if a thread accumulates a stupendous amount of garbage
    AutoreleasePoolPage *page = this;
    while (page->child) page = page->child;

    AutoreleasePoolPage *deathptr;
    do {
        deathptr = page;
        page = page->parent;
        if (page) {
            page->unprotect();
            page->child = nil;
            page->protect();
        }
        delete deathptr;
    } while (deathptr != this);
}

• 先找到雙向鏈表最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)
• 然后從最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)開(kāi)始刪除
• 直到刪除到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)（包括當(dāng)前節(jié)點(diǎn)）

總結(jié)

那么到目前為止AutoReleasePoolPage里面主要的流程已經(jīng)講完了际邻。其他的一些方法都是無(wú)關(guān)大雅的東西了芯丧。

實(shí)際上AutoReleasePoolPage只是做一個(gè)導(dǎo)師的角色，他并不會(huì)去銷(xiāo)毀對(duì)象（自己除外）世曾，但是他回去告訴他管理的對(duì)象現(xiàn)在該release一下缨恒。

有問(wèn)題的地方望各位大能指出來(lái)！看到我會(huì)改正的哦度硝！~