前言
比較晚入坑iOS的同學(xué)大多沒怎么使用過MRC（Manual Reference Counting），直接享受了ARC的便利点待，ARC（Automatic Reference Counting）從Xcode4引入，由于ARC下禁止直接調(diào)用retain璧尸、release遮咖、autorelease等函數(shù)，甚至不需要了解autorelease這些函數(shù)就能很好的進行iOS開發(fā)懊烤。然而，為了知其所以然宽堆，還是有必要了解一下底層的原理腌紧。
一、 概述
首先明確一點畜隶，ARC和Autorelease沒有直接的聯(lián)系壁肋，在MRC時代就存在Autorelease：
ARC：代替手動添加內(nèi)存管理函數(shù)進行人工內(nèi)存管理（retain、release籽慢、autorelease）浸遗，編譯階段自動的在需要持有對象時插入retain函數(shù)、需要釋放時插入release函數(shù)（就是這么智能）箱亿；
Autorelease：向一個對象發(fā)送延遲釋放信息跛锌，使得這個對象可以在作用域意外范圍被使用；典型的例子就是將一個對象作為返回值給調(diào)用者届惋，如果不延遲釋放髓帽，這個返回值在出了所在函數(shù)范圍就被立即釋放，調(diào)用者拿到的永遠是nil脑豹，因為iOS的內(nèi)存遵循誰申請誰釋放的原則郑藏，當(dāng)向一個對象發(fā)送了autorelease消息，實際上就是將該對象放入autoreleasePool池子動晨缴，等到延遲到適當(dāng)?shù)臅r機（通常是在NSRunloop即將進入休眠或者退出時）進行釋放（對池子中的每個對象發(fā)送release消息）译秦。
二、 底層實現(xiàn)
大家都知道獲取一個NSMutableArray實例對象有好多種方式：如[NSMutableArray new]或者[NSMutableArray array]。
a. iOS很特別的一點就是用函數(shù)名字了表明內(nèi)存管理的方式(包含alloc筑悴、retain们拙、new、copy阁吝、mutablecopy等關(guān)鍵字的函數(shù)需要申請者負責(zé)釋放該實例對象)砚婆，而后者不包含上述關(guān)鍵字的函數(shù)不需要調(diào)用者負責(zé)該對象的釋放，所以其實上面方法后者不要調(diào)用者釋放該實例突勇，因為+ (NSMutableArray *)array函數(shù)內(nèi)部調(diào)用了autorelase函數(shù)装盯，如下為其底層實現(xiàn)：
// + (NSMutableArray *)array 底層函數(shù)實現(xiàn)
+ （NSMutableArray *）array {
NSMutableArray *arr = [[NSMutableArray alloc] init];
return [arr autorelease];
}
在出array函數(shù)范圍之前先不釋放arr對象，將其放入autoreleasePool甲馋，待到下一次清空自動釋放池時對其發(fā)送一次release埂奈，剩下的就看調(diào)用者是否持有了該對象， 如果函數(shù)調(diào)用者持有了該arr對象定躏，則arr對象繼續(xù)存在账磺，否則如果arr對象出了(NSMutableArray *)array沒有在被持有，則在autoreleasePool清空的時候（之后arr引用計數(shù)為0）arr被釋放內(nèi)存痊远。所以一個autorelease對象垮抗，當(dāng)被__weak修飾的變量持有時，它的生命周期就是所在autoreleasePool結(jié)束前的那段時間碧聪；
b. 接下來看一下- (id)autorelease函數(shù)的底層實現(xiàn):
id *objc_autorelease(id obj)
{
return AutoreleasePoolPage::autorelease(obj);
}
AutoreleasePoolPage即自動釋放池的底層實現(xiàn)冒版，可以看我的博客AutoreleasePool，其實就是將需要延遲釋放的對象放入了一個鏈表逞姿，程序中可能存在很多個自動釋放池（每次會使用棧頂?shù)淖詣俞尫懦胤湃耄?br>
c. 那么辞嗡，實際結(jié)果真是這樣的嗎？哼凯？欲间？（使用函數(shù)打印楚里、TLS）
我們可以使用clang命令對文件進行編譯断部，查看ARC之后的代碼是怎么樣的；另外通常情況需要制定引用的Framework(控制臺程序通常不需要)：
xcrun -sdk iphonesimulator10.2 clang -S -fobjc-arc -emit-llvm main.m -o main.ll -F /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneSimulator.platform/Developer/SDKs/iPhoneSimulator.sdk/System/Library/Frameworks/UIKit.framework
使用上述命令可以生成編譯器ARC之后的代碼班缎，
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool{
NSObject *obj = [NSObject new];
}
return 0;
}
下面是生成的底層代碼：
define i32 @main(i32, i8**) #0 {
%3 = alloca i32, align 4 //在棧上分配變量名內(nèi)存
%4 = alloca i32, align 4
%5 = alloca i8**, align 8
%6 = alloca %0*, align 8 //實際上這里就是NSObject *obj變量定義處
store i32 0, i32* %3, align 4
store i32 %0, i32* %4, align 4
store i8** %1, i8*** %5, align 8
%7 = call i8* @objc_autoreleasePoolPush() #2 //創(chuàng)建一個自動釋放池
%8 = load %struct._class_t*, %struct._class_t** @"OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_", align 8 //加載類對象地址(這里是NSObject元類)
%9 = load i8*, i8** @OBJC_SELECTOR_REFERENCES_, align 8, !invariant.load !8 //加載SEL地址蝴光，這里是new函數(shù)
%10 = bitcast %struct._class_t* %8 to i8* //類型轉(zhuǎn)換
%11 = call i8* bitcast (i8* (i8*, i8*, ...)* @objc_msgSend to i8* (i8*, i8*)*)(i8* %10, i8* %9) //[NSObject new]
%12 = bitcast i8* %11 to %0*
store %0* %12, %0** %6, align 8 //賦值給NSObject *obj，定義在開始處
%13 = bitcast %0** %6 to i8**
call void @objc_storeStrong(i8** %13, i8* null) #2 //釋放
call void @objc_autoreleasePoolPop(i8* %7) //銷毀自動釋放池
ret i32 0
}
第一步达址，在棧上先分配變量名所需要的內(nèi)存（alloca x, x）蔑祟；
第二步，將一個自動釋放池壓入棧頂（@ objc_autoreleasePoolPush()）沉唠；
第三步疆虚，中間一些代碼就是獲取獲取NSObject元類對象以及加載new 函數(shù)的SEL地址，然后調(diào)用objc_msgSend()進行實例化；
第四步径簿，使用完之后調(diào)用objc_storeStrong(src, value)罢屈，這個函數(shù)可以用來保存一個新對象，當(dāng)然如果傳入的value = null篇亭，也可以用來釋放原來的對象缠捌，下面是objc_storeStrong(,)內(nèi)部實現(xiàn):
void objc_storeStrong(id *location, id obj)
{
id prev = *location; //暫存現(xiàn)在對象
if (obj == prev) {
return;
}
objc_retain(obj); //持有新對象
*location = obj; //指向新對象
objc_release(prev); //釋放舊對象
}
當(dāng)然，本文這里傳入的是null译蒂，所以就是使用完就立即釋放掉了曼月；
而當(dāng)源碼中實例化對象方法改成這樣時：
NSMutableArray *obj = [NSMutableArray array];
改變實例化方式，array內(nèi)部會調(diào)用autorelease：
%7 = call i8* @objc_autoreleasePoolPush() #2
%11 = call i8* bitcast (i8* (i8*, i8*, ...)* @objc_msgSend
%12 = call i8* @objc_retainAutoreleasedReturnValue(i8* %11) #2
...
call void @objc_storeStrong(i8** %14, i8* null) #2
call void @objc_autoreleasePoolPop(i8* %7)
可以看出柔昼，雖然這里看不出array里調(diào)用了autorelease（下面會驗證）,但是對array返回的對象調(diào)用了objc_retainAutoreleasedReturnValue哑芹，這個其實是clang編譯器對其進行了優(yōu)化（只針對64位系統(tǒng)），會去一個叫TLS（Thread Local Storage）的地方（實際上是一個放在線程上的字典局部變量）查看該返回對象是否做了標記捕透，這樣可以節(jié)約retain和release的開銷绩衷；
三、放入AutoreleasePool時機
其實上面已經(jīng)說明了激率，通常系統(tǒng)提供的實例化方法如new/alloc/copy/mutablecopy等方法返回的實例對象是不會放進自動釋放池咳燕，而像[NSMutableArray array]等簡便函數(shù)構(gòu)造器會內(nèi)部調(diào)用autotorelase。
我們可以使用下面的函數(shù)和命令驗證：
void _objc_autoreleasePoolPrint();
《Objective-C 高級編程》中有介紹該函數(shù)乒躺，這是一個非公開的私有函數(shù)招盲，可以打印出自動釋放池里的內(nèi)容，具體的用法現(xiàn)在文件開頭聲明該外部函數(shù)
extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);
下面看一下[NSMutableArray new]和[NSMutableArray array]下自動釋放池的情況：
[NSMutableArray new]下自動釋放池情況：
objc[55819]: [0x102003000] ................ PAGE (hot) (cold)
objc[55819]: [0x102003038] ################ POOL 0x102003038
objc[55819]: ##############
[NSMutableArray array]下：
objc[56005]: [0x101004000] ................ PAGE (hot) (cold)
objc[56005]: [0x101004038] ################ POOL 0x101004038
objc[56005]: [0x101004040] 0x100621490 __NSArrayM
objc[56005]: ##############
可以看出嘉冒，在+(NSMutableArray *)array下一個__NSArrayM被加入自動釋放池曹货，所以前面的理論是正確的。
四讳推、應(yīng)用場景
通常情況下我們不需要Autorelease也沒什么關(guān)系顶籽，但是有時候理解了底層原理，我們就可以理解了一些大家常用的技巧：
for (int i=0; i<1000000; i++)
{
@autoreleasepool{
//實例化臨時對象
}
}
這常常用來解決內(nèi)存峰值問題银觅，但是其實如果里邊不包含array這種類型的函數(shù)礼饱，即使實例化大量對象也是不會導(dǎo)致內(nèi)存峰值出現(xiàn)的，如：
for (int i=0; i<100000000; i++){
NSMutableArray *obj = [NSMutableArray new];
NSNumber *num = [[NSNumber alloc] initWithInt:i];
[obj addObject:num];
NSLog(@"%@", obj);
}
五究驴、小結(jié)
- Autorelease用來延遲釋放對象镊绪，該對象釋放的時機在所在自動釋放池情況時；
- 使用new/alloc/copy/mutablecopy等函數(shù)實例化的對象不會放入自動釋放池洒忧，相反蝴韭，用其他簡便構(gòu)造器獲（如+(NSMutableArray *)array）得到的實例則會放入自動釋放池；
- 上面講的是通常情況便于理解熙侍，其實編譯器內(nèi)部還對Autorelease進行了優(yōu)化榄鉴，用于降低內(nèi)存管理的開銷履磨。
