先來了解一下iOS中的內(nèi)存布局兰粉。

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上面的圖代表的是內(nèi)存區(qū)域扮惦，最上方是內(nèi)核區(qū)，最下面是保留的內(nèi)存空間亲桦。中間位置是給程序加載使用的空間。程序被加載到內(nèi)存浊仆，會分為三部分客峭。

• 未初始化數(shù)據(jù)(.bss)，未初始化的靜態(tài)變量抡柿，全局變量等
• 已初始化數(shù)據(jù)(.data)舔琅，已初始化的靜態(tài)變量，全局變量等
• 代碼段(.text)洲劣，程序代碼就存在這個區(qū)域

iOS中定義的一些方法函數(shù)都是在棧上進行工作的备蚓，棧是從高地址到低地址擴展。而對象囱稽，或者是被copy的block都存在于堆中郊尝，推是由低地址向高地址擴展的。

棧(satck): 方法調(diào)用主要在這個內(nèi)存區(qū)域中進行

堆(heap): 通過alloc等分配的對象存在于這個區(qū)域

未初始化數(shù)據(jù)(.bss): 未初始化的靜態(tài)變量战惊，全局變量等

已初始化數(shù)據(jù)(.data): 已初始化的靜態(tài)變量流昏，全局變量等

代碼段(.text): 程序代碼存放區(qū)域

內(nèi)存管理方案

在iOS中，內(nèi)存管理方案分為以下幾種：

• TaggedPointer(小對象吞获，如NSNumber等)
• NONPOINTER_ISA(64位架構(gòu)下的內(nèi)存管理方案况凉，通常內(nèi)存中表示地址只需要32-40位即可，多出的區(qū)域用來存儲其他的數(shù)據(jù)各拷，以節(jié)省內(nèi)存)
• 散列表
  • 引用計數(shù)表
  • 弱引用表
  • ...

NONPOINTER_ISA

在arm64架構(gòu)下刁绒，我們來看看NONPOINTER_ISA所表示的是怎樣的結(jié)構(gòu)

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1. 第1位。是一個叫indexed的標志位烤黍，如果為0知市，表示這個isa指針是一個純的地址指針(保存的都是類對象的地址)傻盟。1則表示這個isa指針除去類對象地址外還保存著一些關于內(nèi)存管理的其他的數(shù)據(jù)。
2. 第2位初狰。has_assoc,表示當前對象是否有關聯(lián)對象莫杈，0代表沒有。
3. 第3位奢入。has_cxx_dtor筝闹，代表當前對象是否有使用到C++相關的內(nèi)容。0表示沒有腥光。
4. 第4-35位关顷。shiftcls，這33位都保存著isa所指向的類對象的指針地址武福。
5. 第36-41位议双。magic，
6. 第42位捉片。weakly_referenced平痰，用來標識對象是否有相應的弱引用指針。
7. 第43位伍纫。deallocating宗雇，用來標識對象是否正在被銷毀。
8. 第44位莹规。has_sidetable_rc赔蒲，表示當前isa指針當中存儲的引用計數(shù)已經(jīng)達到了上限，則需要外掛一個sidetable(散列表)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲相關的引用計數(shù)內(nèi)容良漱。
9. 第45-63位舞虱。extra_rc，存儲的就是當前isa指針的引用計數(shù)(在引用計數(shù)不夠大時母市，會使用這塊區(qū)域矾兜，太大就外掛散列表)。

散列表

下面就來看看SideTables的結(jié)構(gòu)

// 這是一個Hash表
static StripedMap<SideTable>& SideTables() {
    return *reinterpret_cast<StripedMap<SideTable>*>(SideTableBuf);
}

我們可以看到患久，這下面掛了很多SideTable結(jié)構(gòu)體焕刮。

再來看看SideTable里面是什么

struct SideTable {
    spinlock_t slock;   // 自旋鎖
    RefcountMap refcnts;    // 引用計數(shù)表
    weak_table_t weak_table;    // 弱引用表

    SideTable() {
        memset(&weak_table, 0, sizeof(weak_table));
    }

    ~SideTable() {
        _objc_fatal("Do not delete SideTable.");
    }

    void lock() { slock.lock(); }
    void unlock() { slock.unlock(); }
    void forceReset() { slock.forceReset(); }

    // Address-ordered lock discipline for a pair of side tables.

    template<HaveOld, HaveNew>
    static void lockTwo(SideTable *lock1, SideTable *lock2);
    template<HaveOld, HaveNew>
    static void unlockTwo(SideTable *lock1, SideTable *lock2);
};

先來思考一個問題，為什么要使用SideTables墙杯，而不是一個SideTable來表示呢配并？

如果說，將所有的引用計數(shù)高镐，都放在一張大表中溉旋，那么我們對某個對象的引用計數(shù)進行操作時，會進行加鎖的操作嫉髓。同一時刻只有一個線程可以訪問到這個表观腊，這樣其他的線程就會造成阻塞邑闲。等待持有這個鎖的線程釋放才可以進行引用計數(shù)表的操作。但是梧油，如果說有多張表苫耸，就可以一定程度上解決這個問題。而這種解決方案叫做分離鎖儡陨。也就是將一個大的共享資源褪子，拆分成多個，并分別加鎖骗村。

那么嫌褪，問題又來了，如何實現(xiàn)快速分流(如何快速的通過對象指針找到對象到底是屬于哪個SideTable)胚股？

首先笼痛，SideTables的本質(zhì)是一張Hash表。對象指針通過Hash函數(shù)的計算琅拌，會計算出一個值缨伊。來決定對象鎖對應的SideTable是哪張。

SideTable

現(xiàn)在我們來剖析一下SideTable的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

• spinlock_t
• RefcountMap
• weak_table_t

spinlock_t(自旋鎖):

• spinlock_t是忙等(如果鎖被其他線程獲取进宝，當前線程會不斷的探測鎖是否被釋放)的鎖
• 適用于輕量訪問(簡單的計算)

RefcountMap(引用計數(shù)表):

這也是一個Hash表倘核，通過指針可以找到對象的引用計數(shù)

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這里說明一下為什么用Hash表，Hash表結(jié)構(gòu)的本質(zhì)即彪，是將數(shù)據(jù)插入數(shù)組時，使用函數(shù)計算其位置活尊，取出時也通過這個函數(shù)隶校，取得位置，避免了大量的遍歷操作蛹锰，從而提升效率深胳。

size_t

是一個unsign long型的變量。我們再來看看其內(nèi)存的存儲結(jié)構(gòu)：

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第一位代表是否有弱引用铜犬。第二位表示當前對象是否在進行銷毀舞终。后面的才是引用技術計數(shù)值。因此癣猾，我們在獲取對象的引用計數(shù)值的時候敛劝，需要向右偏移兩位，才可以取得真實的引用計數(shù)值纷宇。

weak_table_t(弱引用表)

這也是一個Hash表夸盟，通過指針可以找到對象在表中的存儲位置。

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weak_entry_t是一個結(jié)構(gòu)體數(shù)組像捶。其中存儲的就是實際的弱引用指針上陕。