定時(shí)器

1. CADisplayLink殉簸、NSTimer使用注意

• CADisplayLink侧到、NSTimer會(huì)對(duì)target產(chǎn)生強(qiáng)引用奶浦，如果target又對(duì)它們產(chǎn)生強(qiáng)引用略就，那么就會(huì)引發(fā)循環(huán)引用捎迫，從而導(dǎo)致對(duì)象無(wú)法釋放。

• 解決方案如下：

    //解決方式1：使用閉包（>= ios1 0才能使用） 
    [NSTimer timerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
           // 所指針引用self 
    }];
    
    //解決方式2：使用NSProxy對(duì)象（推薦）
    
    /// 定時(shí)器-代理對(duì)象：專門解決定時(shí)器內(nèi)存問(wèn)題的
    @interface TimerProxy : NSProxy
    
    /** NSProxy：特殊的專門用來(lái)做代理對(duì)象的表牢，與NSObject不同的是窄绒，轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)它的效率更高（消息轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，只會(huì)從自身類的類對(duì)象尋找方法崔兴，不會(huì)再到父類去尋找方法彰导，且轉(zhuǎn)發(fā)階段，立馬會(huì)走慢速轉(zhuǎn)發(fā)方法：methodSignatureForSelector敲茄，不會(huì)經(jīng)歷方法解析和快速轉(zhuǎn)發(fā)階段）
     */
    
    /// 初始化
    /// @param target 代理對(duì)象(一般傳self)
    + (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;
    
    @end
    
    @interface TimerProxy()
    
    @property (nonatomic, weak) id tatget; //目標(biāo)對(duì)象
    
    @end
    
    @implementation TimerProxy
    
    //初始化
    + (instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
        //NSProxy：專門用于解決代理對(duì)象問(wèn)題位谋，效率比NSObject高，然沒(méi)有init方法
        TimerProxy *proxy = [TimerProxy alloc];
        proxy.tatget = target;
        return proxy;
    }
    
    //消息簽名
    - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
        if (self.tatget) {
            return [self.tatget methodSignatureForSelector:sel];
        }
        return [super methodSignatureForSelector:sel];
    }
    
    //消息轉(zhuǎn)發(fā)
    - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
        if (self.tatget) {
            [invocation invokeWithTarget:self.tatget];
         }
    }
  
    @end
  

2. GCD自定義定時(shí)器

//創(chuàng)建線程
dispatch_queue_t queue =  dispatch_get_global_queue(0, 0);
//初始化定時(shí)器
dispatch_source_t source = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
//設(shè)置時(shí)間(參數(shù)-1.資源本身堰燎，2.開(kāi)始時(shí)間掏父，3.間隔時(shí)間，4.偏差爽待，默認(rèn)為0)
//開(kāi)始時(shí)間：dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (2*NSEC_PER_SEC))從現(xiàn)在開(kāi)始损同，2秒后執(zhí)行
dispatch_source_set_timer(source, 0, (ti*NSEC_PER_SEC), 0);
//設(shè)置回調(diào)
dispatch_source_set_event_handler(source, ^{
    //處理邏輯。鸟款。膏燃。
});
//啟動(dòng)定時(shí)器
dispatch_resume(source);

iOS程序的內(nèi)存布局

多線程的iOS程序的內(nèi)存布局.png

Tagged Pointer詳解

參考鏈接

// objc-internal.h 
static inline bool 
// 判斷是否是TaggedPointer的指針
_objc_isTaggedPointer(const void * _Nullable ptr)
{
    return ((uintptr_t)ptr & _OBJC_TAG_MASK) == _OBJC_TAG_MASK;
}

#if (TARGET_OS_OSX || TARGET_OS_IOSMAC) && __x86_64__
    // 64-bit Mac - tag bit is LSB
#   define OBJC_MSB_TAGGED_POINTERS 0  // MacOS
#else
    // Everything else - tag bit is MSB
#   define OBJC_MSB_TAGGED_POINTERS 1  // iOS
#endif

#if OBJC_MSB_TAGGED_POINTERS
#   define _OBJC_TAG_MASK (1UL<<63)  // _OBJC_TAG_MASK -- iOS
#else
#   define _OBJC_TAG_MASK 1UL       // _OBJC_TAG_MASK -- MacOS
#endif

• 字符串繼承鏈：
  __NSCFConstantString -> __NSCFString -> NSMutableString -> NSString -> NSObject

• 特點(diǎn)：在64位機(jī)器上

  • Tagged Pointer專門用來(lái)存儲(chǔ)小的對(duì)象，例如NSNumber, NSDate, NSString何什。這是一個(gè)特別的指針组哩，不指向任何一個(gè)地址,當(dāng)指針不夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，才會(huì)使用動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的方式來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),這個(gè)標(biāo)志位处渣，也是在最高4位來(lái)表示的伶贰。
  • Tagged Pointer指針的值不再是地址了，而是真正的值罐栈。所以黍衙，實(shí)際上它不再是一個(gè)對(duì)象了，它只是一個(gè)披著對(duì)象皮的普通變量而已荠诬。所以琅翻，它的內(nèi)存并不存儲(chǔ)在堆中位仁，也不需要malloc和free。
  • 在內(nèi)存讀取上有著3倍的效率方椎，創(chuàng)建時(shí)比以前快106倍聂抢。
  • 如何判斷一個(gè)指針是否為Tagged Pointer？
    • iOS平臺(tái)棠众，最高有效位是1（第64bit）
    • Mac平臺(tái)琳疏，最低有效位是1。
  • 在字符串長(zhǎng)度在9個(gè)以內(nèi)時(shí)闸拿，iOS其實(shí)使用了Tagged pointer做了優(yōu)化的空盼， 直到字符串長(zhǎng)度大于9，字符串才真正成為了__NSCFString類型（即對(duì)象類型）
  • 位圖：
    • 1. NSNumber（1標(biāo)識(shí)位 2-4類型識(shí)位 后四位數(shù)據(jù)類型胸墙，其他存儲(chǔ)數(shù)據(jù)）
    • 2. NSString（1標(biāo)識(shí)位 2-4類型識(shí)位 后四位字符串長(zhǎng)度我注，其他存儲(chǔ)數(shù)據(jù)）
      
      內(nèi)存管理之taggedPinter-NSNumber.png
      
      
      內(nèi)存管理之taggedPinter-NSString.png

• 什么時(shí)候使用的Tagged Pointer？
  • NSString：[動(dòng)態(tài)字符串調(diào)用 copy]且length<=9迟隅，[NSString stringWithFormat]且length<=9
  • NSNumber：存儲(chǔ)較小的值但骨，如果 8 字節(jié)承載不了時(shí)，則又用以前的方式來(lái)生成普通的指針智袭。
• 經(jīng)典題目：

    //經(jīng)典題目：加鎖奔缠、原子、同步吼野、串行解決
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghij"]; //崩潰,因?yàn)橥瑫r(shí)訪問(wèn)校哎，name的setter方法先release后retain，可能遇到兩次都release造成過(guò)度釋放而訪問(wèn)野指針
            //self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghi"]; //為Tagged Pointer瞳步，相當(dāng)于直接賦值闷哆，不是一個(gè)真正的OC對(duì)象，不會(huì)調(diào)用setter方法進(jìn)行
        });
    }
    
    - (void)setName:(NSString *)name {
        if(_name != name) { 
            [_name release];
            _name = [name retain]; // or [name copy]
        }
    }

MRC的對(duì)象的setter方法

重點(diǎn)：使用MRC单起，記住原則：“誰(shuí)創(chuàng)建誰(shuí)釋放”

// getter方法直接返回
- (NSString *)name {
    return _name;
}

// setter 方法
- (void)setName:(NSString *)name {
    if(_name != name) {  //保證同一個(gè)對(duì)象不用重復(fù)操作
        [_name release]; //保證替換的上一個(gè)對(duì)象計(jì)數(shù)器-1
        _name = [name retain]; // or [name copy] //計(jì)數(shù)器+1抱怔，保證此對(duì)象被當(dāng)前對(duì)象擁有，即使外面對(duì)象計(jì)數(shù)器減一嘀倒，此對(duì)象也不會(huì)被釋放
    }
}

拷貝Copy和mutableCopy

• 重要規(guī)則：

  • 目的：類似文件夾屈留，拷貝備份之后，源文件修改不影響copy文件测蘑，同時(shí)灌危，copy文件修改也不影響源文件√几欤總結(jié)：拷貝之后勇蝙，互不影響
    • 不可變對(duì)象：copy直接引用+1，互相修改也不會(huì)影響挨约；mutableCopy的副本能修改浅蚪，則需生成新的對(duì)象
    • 可變對(duì)象：copy和mutableCopy的源本能修改藕帜，則需生成新的對(duì)象
  • 拷貝：Copy拷貝后都是不可變對(duì)象烫罩，mutableCopy拷貝后都是可變對(duì)象惜傲。（不包括自己實(shí)現(xiàn)的）

• 定義解釋

  • 淺拷貝：指針拷貝，相當(dāng)于retain贝攒，引用計(jì)數(shù)+1
  • 深拷貝：內(nèi)容拷貝盗誊，生成新的相同內(nèi)容的對(duì)象，同時(shí)指針指向此對(duì)象隘弊。

• 注意：

  • 申明屬性時(shí)哈踱，如果用關(guān)鍵字copy，則最好不要用可變對(duì)象梨熙，因?yàn)榻?jīng)copy之后就變成不可變對(duì)象开镣，所以在使用的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)無(wú)法增刪改的錯(cuò)誤。
  • 為什么NSString咽扇，系統(tǒng)常用copy邪财？為了避免外部賦值的改變從而影響控件的UI顯示的值。

• 總結(jié)

  對(duì)象類型	copy	mutableCopy
  不可變對(duì)象	淺copy质欲，指針復(fù)制树埠，返回值不可變	深copy，內(nèi)容復(fù)制嘶伟，返回值可變
  可變對(duì)象	深copy怎憋，內(nèi)容復(fù)制，返回值不可變	深copy九昧，內(nèi)容復(fù)制绊袋，返回值可變

引用計(jì)數(shù)器

• 在64bit中，引用計(jì)數(shù)可以直接存儲(chǔ)在優(yōu)化過(guò)的isa指針(詳情見(jiàn)對(duì)象的本質(zhì))中铸鹰，也可能存儲(chǔ)在SideTable類中

    // SideTable的定義
    struct SideTable {
        spinlock_t slock;
        RefcountMap refcnts; //存放著對(duì)象引用計(jì)數(shù)的散列表
        weak_table_t weak_table; //存放著所有弱引用的對(duì)象指針的散列表
    }
  

• dealloc釋放過(guò)程：dealloc->_objc_rootDealloc->rootDealloc->object_dispose->objc_destructInstance/free

    void *objc_destructInstance(id obj) 
    {
        if (obj) {
            // Read all of the flags at once for performance.
            bool cxx = obj->hasCxxDtor(); //是否有C++的析構(gòu)函數(shù)
            bool assoc = obj->hasAssociatedObjects(); //是否有設(shè)置關(guān)聯(lián)對(duì)象
    
            // This order is important.
            if (cxx) object_cxxDestruct(obj); //清楚成員變量
            if (assoc) _object_remove_assocations(obj); //移除關(guān)聯(lián)對(duì)象
            obj->clearDeallocating(); //將指向當(dāng)前對(duì)象的弱指針置為nil
        }
    
        return obj;
    }

自動(dòng)釋放池

主線程的自動(dòng)釋放池

//重新編譯為C/C++ 文件后的源碼
struct __AtAutoreleasePool {
    __AtAutoreleasePool() { //構(gòu)造函數(shù)
        atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush(); //運(yùn)行時(shí)的放入函數(shù)
    }
    ~__AtAutoreleasePool() { //析構(gòu)函數(shù)
        objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj); //運(yùn)行時(shí)的釋放函數(shù)
    }
    void * atautoreleasepoolobj;
};

int main(int argc, char * argv[]) {
    NSString * appDelegateClassName;
    // @autoreleasepool
    { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;

        appDelegateClassName = NSStringFromClass(((Class (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("AppDelegate"), sel_registerName("class")));
    }
    return UIApplicationMain(argc, argv, __null, appDelegateClassName);
}

• 每個(gè)AutoreleasePoolPage對(duì)象占用4096字節(jié)內(nèi)存癌别，除了用來(lái)存放它內(nèi)部的成員變量，剩下的空間用來(lái)存放所有的Autoreleautorelease對(duì)象的地址asePoolPage對(duì)象通過(guò)雙向鏈表的形式連接在一起掉奄；
• 調(diào)用push方法會(huì)將一個(gè)POOL_BOUNDARY入棧规个，并且返回其存放的內(nèi)存地址；
• 調(diào)用pop方法時(shí)傳入一個(gè)POOL_BOUNDARY的內(nèi)存地址姓建，會(huì)從最后一個(gè)入棧的對(duì)象開(kāi)始發(fā)送release消息诞仓，直到遇到這個(gè)POOL_BOUNDARY；
• id *next指向了下一個(gè)能存放autorelease對(duì)象地址的區(qū)域速兔。

    class AutoreleasePoolPage;
    struct AutoreleasePoolPageData
    {
        magic_t const magic;
        __unsafe_unretained id *next;
        pthread_t const thread;
        AutoreleasePoolPage * const parent;
        AutoreleasePoolPage *child;
        uint32_t const depth;
        uint32_t hiwat;
    
        AutoreleasePoolPageData(__unsafe_unretained id* _next, pthread_t _thread, AutoreleasePoolPage* _parent, uint32_t _depth, uint32_t _hiwat)
            : magic(), next(_next), thread(_thread),
              parent(_parent), child(nil),
              depth(_depth), hiwat(_hiwat)
        {
        }
    };
    
    //底層push函數(shù)-向RunloopPage里加入對(duì)象
    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;
    }
    
    //底層pop函數(shù)-釋放RunloopPage里的對(duì)象
    static inline void pop(void *token)
    {
        AutoreleasePoolPage *page;
        id *stop;
        if (token == (void*)EMPTY_POOL_PLACEHOLDER) {
            // Popping the top-level placeholder pool.
            page = hotPage();
            if (!page) {
                // Pool was never used. Clear the placeholder.
                return setHotPage(nil);
            }
            // Pool was used. Pop its contents normally.
            // Pool pages remain allocated for re-use as usual.
            page = coldPage();
            token = page->begin();
        } else {
            page = pageForPointer(token);
        }
    
        stop = (id *)token;
        if (*stop != POOL_BOUNDARY) {
            if (stop == page->begin()  &&  !page->parent) {
                // Start of coldest page may correctly not be POOL_BOUNDARY:
                // 1. top-level pool is popped, leaving the cold page in place
                // 2. an object is autoreleased with no pool
            } else {
                // Error. For bincompat purposes this is not 
                // fatal in executables built with old SDKs.
                return badPop(token);
            }
        }
    
        if (slowpath(PrintPoolHiwat || DebugPoolAllocation || DebugMissingPools)) {
            return popPageDebug(token, page, stop);
        }
    
        return popPage<false>(token, page, stop);
    }

ARC下的自動(dòng)內(nèi)存管理機(jī)制(結(jié)合上面的進(jìn)行理解)

• LLVM + Runtime
• iOS在主線程的Runloop中注冊(cè)了2個(gè)Observer
  • 第1個(gè)Observer監(jiān)聽(tīng)了kCFRunLoopEntry事件墅拭，會(huì)調(diào)用objc_autoreleasePoolPush()
  • 第2個(gè)Observer
    • 監(jiān)聽(tīng)了kCFRunLoopBeforeWaiting事件，會(huì)調(diào)用objc_autoreleasePoolPop()涣狗、objc_autoreleasePoolPush()
    • 監(jiān)聽(tīng)了kCFRunLoopBeforeExit事件谍婉，會(huì)調(diào)用objc_autoreleasePoolPop()