iOS內(nèi)存管理-深入解析自動釋放池

主要內(nèi)容：

  1. AutoreleasePool簡介
  2. AutoreleasePool底層原理
  3. Autorelease與NSThread、NSRunLoop的關(guān)系
  4. AutoreleasePool在主線程上的釋放時機(jī)
  5. AutoreleasePool在子線程上的釋放時機(jī)
  6. AutoreleasePool需要手動添加的情況

一箫津、Autorelease簡介

iOS開發(fā)中的Autorelease機(jī)制是為了延時釋放對象陌兑。自動釋放的概念看上去很像ARC项秉，但實(shí)際上這更類似于C語言中自動變量的特性宛渐。

  • 自動變量：在超出變量作用域后將被廢棄方面；
  • 自動釋放池：在超出釋放池生命周期后屁奏，向其管理的對象實(shí)例的發(fā)送release消息;
1.1 MRC下使用自動釋放池

在MRC環(huán)境中使用自動釋放池需要用到NSAutoreleasePool對象岩榆，其生命周期就相當(dāng)于C語言變量的作用域。對于所有調(diào)用過autorelease方法的對象坟瓢，在廢棄NSAutoreleasePool對象時朗恳，都將調(diào)用release實(shí)例方法。用源代碼表示如下：

//MRC環(huán)境下的測試：
//第一步：生成并持有釋放池NSAutoreleasePool對象;
NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];

//第二步：調(diào)用對象的autorelease實(shí)例方法;
id obj = [[NSObject alloc] init];
[obj autorelease];

//第三步：廢棄NSAutoreleasePool對象;
[pool drain];   //向pool管理的所有對象發(fā)送消息载绿，相當(dāng)于[obj release]

//obi已經(jīng)釋放粥诫，再次調(diào)用會崩潰(Thread 1: EXC_BAD_ACCESS (code=EXC_I386_GPFLT))
NSLog(@"打印obj：%@", obj);

理解NSAutoreleasePool對象的生命周期，如下圖所示：

NSAutoreleasePool對象的生命周期.png
1.2 ARC下使用自動釋放池

ARC環(huán)境不能使用NSAutoreleasePool類也不能調(diào)用autorelease方法崭庸，代替它們實(shí)現(xiàn)對象自動釋放的是@autoreleasepool塊和__autoreleasing修飾符怀浆。比較兩種環(huán)境下的代碼差異如下圖：

對比MRC與ARC的自動釋放池使用.png

如圖所示，@autoreleasepool塊替換了NSAutoreleasePoool類對象的生成怕享、持有及廢棄這一過程执赡。而附有__autoreleasing修飾符的變量替代了autorelease方法，將對象注冊到了Autoreleasepool函筋；由于ARC的優(yōu)化沙合，__autorelease是可以被省略的，所以簡化后的ARC代碼如下：

//ARC環(huán)境下的測試：
@autoreleasepool {
    id obj = [[NSObject alloc] init];
    NSLog(@"打印obj：%@", obj); 
}

顯式使用__autoreleasing修飾符的情況非常少見跌帐，這是因?yàn)锳RC的很多情況下首懈，即使是不顯式的使用__autoreleasing，也能實(shí)現(xiàn)對象被注冊到釋放池中谨敛。主要包括以下幾種情況：

  1. 編譯器會進(jìn)行優(yōu)化究履，檢查方法名是否以alloc/new/copy/mutableCopy開始，如果不是則自動將返回對象注冊到Autoreleasepool;
  2. 訪問附有__weak修飾符的變量時脸狸，實(shí)際上必定要訪問注冊到Autoreleasepool的對象最仑，即會自動加入Autoreleasepool;
  3. id的指針或?qū)ο蟮闹羔?id*，NSError **)炊甲，在沒有顯式地指定修飾符時候泥彤，會被默認(rèn)附加上__autoreleasing修飾符，加入Autoreleasepool

注意：如果編譯器版本為LLVM.3.0以上卿啡，即使ARC無效@autoreleasepool塊也能夠使用吟吝；如下源碼所示：

//MRC環(huán)境下的測試：
@autoreleasepool{
    id obj = [[NSObject alloc] init];
    [obj autorelease];
}

二、AutoRelease原理

2.1 使用@autoreleasepool{}

我們在main函數(shù)中寫入自動釋放池相關(guān)的測試代碼如下：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        NSLog(@"Hello, World!");
    }
    return 0;
}

為了探究釋放池的底層實(shí)現(xiàn)牵囤，我們在終端使用clang -rewrite-objc + 文件名命令將上述OC代碼轉(zhuǎn)化為C++源碼：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */
    {
        __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
        NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_3f_crl5bnj956d806cp7d3ctqhm0000gn_T_main_d37e0d_mi_0);
     }//大括號對應(yīng)釋放池的作用域
     
     return 0;
}

在經(jīng)過編譯器clang命令轉(zhuǎn)化后爸黄，我們看到的所謂的@autoreleasePool塊滞伟，其實(shí)對應(yīng)著__AtAutoreleasePool的結(jié)構(gòu)體。

2.2 分析結(jié)構(gòu)體__AtAutoreleasePool的具體實(shí)現(xiàn)

在源碼中找到__AtAutoreleasePool結(jié)構(gòu)體的實(shí)現(xiàn)代碼炕贵，具體如下：

extern "C" __declspec(dllimport) void * objc_autoreleasePoolPush(void);
extern "C" __declspec(dllimport) void objc_autoreleasePoolPop(void *);

struct __AtAutoreleasePool {
  __AtAutoreleasePool() {atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}
  ~__AtAutoreleasePool() {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}
  void * atautoreleasepoolobj;
};

__AtAutoreleasePool結(jié)構(gòu)體包含了：構(gòu)造函數(shù)梆奈、析構(gòu)函數(shù)和一個邊界對象；

  • 構(gòu)造函數(shù)內(nèi)部調(diào)用：objc_autoreleasePoolPush()方法称开，返回邊界對象atautoreleasepoolobj
  • 析構(gòu)函數(shù)內(nèi)部調(diào)用：objc_autoreleasePoolPop()方法亩钟，傳入邊界對象atautoreleasepoolobj

分析main函數(shù)中__autoreleasepool結(jié)構(gòu)體實(shí)例的生命周期是這樣的：
__autoreleasepool是一個自動變量，其構(gòu)造函數(shù)是在程序執(zhí)行到聲明這個對象的位置時調(diào)用的鳖轰，而其析構(gòu)函數(shù)則是在程序執(zhí)行到離開這個對象的作用域時調(diào)用清酥。所以，我們可以將上面main函數(shù)的代碼簡化如下：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ {
        void *atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
        NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_kb_06b822gn59df4d1zt99361xw0000gn_T_main_d39a79_mi_0);
        objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
    }
    return 0;
}
2.3 objc_autoreleasePoolPush與objc_autoreleasePoolPop

進(jìn)一步觀察自動釋放池構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)蕴侣，其實(shí)它們都只是對AutoreleasePoolPage對應(yīng)靜態(tài)方法push和pop的封裝

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

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

AutoreleasePoolPage是一個C++中的類焰轻，打開Runtime的源碼工程，在NSObject.mm文件中可以找到它的定義昆雀，摘取其中的關(guān)鍵代碼如下：

//大致在641行代碼開始
class AutoreleasePoolPage {
#   define EMPTY_POOL_PLACEHOLDER ((id*)1)  //空池占位
#   define POOL_BOUNDARY nil                //邊界對象(即哨兵對象）
    static pthread_key_t const key = AUTORELEASE_POOL_KEY;
    static uint8_t const SCRIBBLE = 0xA3;  // 0xA3A3A3A3 after releasing
    static size_t const SIZE = 
#if PROTECT_AUTORELEASEPOOL
        PAGE_MAX_SIZE;  // must be multiple of vm page size
#else
        PAGE_MAX_SIZE;  // size and alignment, power of 2
#endif
    static size_t const COUNT = SIZE / sizeof(id);
    magic_t const magic;                  //校驗(yàn)AutoreleasePagePoolPage結(jié)構(gòu)是否完整
    id *next;                             //指向新加入的autorelease對象的下一個位置辱志，初始化時指向begin()
    pthread_t const thread;               //當(dāng)前所在線程，AutoreleasePool是和線程一一對應(yīng)的
    AutoreleasePoolPage * const parent;   //指向父節(jié)點(diǎn)page狞膘，第一個結(jié)點(diǎn)的parent值為nil
    AutoreleasePoolPage *child;           //指向子節(jié)點(diǎn)page揩懒，最后一個結(jié)點(diǎn)的child值為nil
    uint32_t const depth;                 //鏈表深度，節(jié)點(diǎn)個數(shù)
    uint32_t hiwat;                       //數(shù)據(jù)容納的一個上限
    //......
};

其實(shí)挽封，每個自動釋放池都是是由若干個AutoreleasePoolPage組成的雙向鏈表結(jié)構(gòu)已球，如下圖所示:

AutoreleasePool.png

AutoreleasePoolPage中擁有parent和child指針，分別指向上一個和下一個page辅愿；當(dāng)前一個page的空間被占滿(每個AutorelePoolPage的大小為4096字節(jié))時智亮，就會新建一個AutorelePoolPage對象并連接到鏈表中，后來的 Autorelease對象也會添加到新的page中渠缕；

另外鸽素，當(dāng)next== begin()時，表示AutoreleasePoolPage為空亦鳞；當(dāng)next == end()，表示AutoreleasePoolPage已滿棒坏。

2.5 理解哨兵對象/邊界對象(POOL_BOUNDARY)的作用

在AutoreleasePoolPage的源碼中燕差，我們很容易找到邊界對象(哨兵對象)的定義：

#define POOL_BOUNDARY nil

邊界對象其實(shí)就是nil的別名，而它的作用事實(shí)上也就是為了起到一個標(biāo)識的作用坝冕。

每當(dāng)自動釋放池初始化調(diào)用objc_autoreleasePoolPush方法時徒探，總會通過AutoreleasePoolPage的push方法，將POOL_BOUNDARY放到當(dāng)前page的棧頂喂窟，并且返回這個邊界對象测暗；

而在自動釋放池釋放調(diào)用objc_autoreleasePoolPop方法時央串，又會將邊界對象以參數(shù)傳入，這樣自動釋放池就會向釋放池中對象發(fā)送release消息碗啄，直至找到第一個邊界對象為止质和。

2.6 理解objc_autoreleasePoolPush方法

經(jīng)過前面的分析，objc_autoreleasePoolPush最終調(diào)用的是 AutoreleasePoolPage的push方法稚字，該方法的具體實(shí)現(xiàn)如下：

static inline void *push() {
   return autoreleaseFast(POOL_BOUNDARY);
}

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 {
1.        return autoreleaseNoPage(obj);
   }
}

//壓棧操作：將對象加入AutoreleaseNoPage并移動棧頂?shù)闹羔?id *add(id obj) {
    id *ret = next;
    *next = obj;
    next++;
    return ret;
}

//當(dāng)前hotPage已滿時調(diào)用
static id *autoreleaseFullPage(id obj, AutoreleasePoolPage *page) {
    do {
        if (page->child) page = page->child;
        else page = new AutoreleasePoolPage(page);
    } while (page->full());

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

//當(dāng)前hotpage不存在時調(diào)用
static id *autoreleaseNoPage(id obj) {
    AutoreleasePoolPage *page = new AutoreleasePoolPage(nil);
    setHotPage(page);

    if (obj != POOL_SENTINEL) {
        page->add(POOL_SENTINEL);
    }

    return page->add(obj);
}

觀察上述代碼饲宿，每次調(diào)用push其實(shí)就是創(chuàng)建一個新的AutoreleasePool，在對應(yīng)的AutoreleasePoolPage中插入一個POOL_BOUNDARY 胆描，并且返回插入的POOL_BOUNDARY 的內(nèi)存地址瘫想。push方法內(nèi)部調(diào)用的是autoreleaseFast方法，并傳入邊界對象(POOL_BOUNDARY)昌讲。hotPage可以理解為當(dāng)前正在使用的AutoreleasePoolPage国夜。

自動釋放池最終都會通過page->add(obj)方法將邊界對象添加到釋放池中，而這一過程在autoreleaseFast方法中被分為三種情況：

  1. 當(dāng)前page存在且不滿短绸，調(diào)用page->add(obj)方法將對象添加至page的棧中支竹，即next指向的位置
  2. 當(dāng)前page存在但是已滿，調(diào)用autoreleaseFullPage初始化一個新的page鸠按，調(diào)用page->add(obj)方法將對象添加至page的棧中
  3. 當(dāng)前page不存在時礼搁，調(diào)用autoreleaseNoPage創(chuàng)建一個hotPage，再調(diào)用page->add(obj) 方法將對象添加至page的棧中
2.7 objc_autoreleasePoolPop方法

AutoreleasePool的釋放調(diào)用的是objc_autoreleasePoolPop方法目尖，此時需要傳入邊界對象作為參數(shù)馒吴。這個邊界對象正是每次執(zhí)行objc_autoreleasePoolPush方法返回的對象atautoreleasepoolobj；

同理瑟曲，我們找到objc_autoreleasePoolPop最終調(diào)用的方法饮戳，即AutoreleasePoolPage的pop方法，該方法的具體實(shí)現(xiàn)如下：

static inline void pop(void *token)   //POOL_BOUNDARY的地址
{
    AutoreleasePoolPage *page;
    id *stop;

    page = pageForPointer(token);   //通過POOL_BOUNDARY找到對應(yīng)的page
    stop = (id *)token;
    if (DebugPoolAllocation  &&  *stop != POOL_SENTINEL) {
        // This check is not valid with DebugPoolAllocation off
        // after an autorelease with a pool page but no pool in place.
        _objc_fatal("invalid or prematurely-freed autorelease pool %p; ", 
                    token);
    }

    if (PrintPoolHiwat) printHiwat();   // 記錄最高水位標(biāo)記

    page->releaseUntil(stop);   //向棧中的對象發(fā)送release消息洞拨，直到遇到第一個哨兵對象

    // memory: delete empty children
    // 刪除空掉的節(jié)點(diǎn)
    if (DebugPoolAllocation  &&  page->empty()) {
        // special case: delete everything during page-per-pool debugging
        AutoreleasePoolPage *parent = page->parent;
        page->kill();
        setHotPage(parent);
    } else if (DebugMissingPools  &&  page->empty()  &&  !page->parent) {
        // special case: delete everything for pop(top) 
        // when debugging missing autorelease pools
        page->kill();
        setHotPage(nil);
    } 
    else if (page->child) {
        // hysteresis: keep one empty child if page is more than half full
        if (page->lessThanHalfFull()) {
            page->child->kill();
        }
        else if (page->child->child) {
            page->child->child->kill();
        }
    }
}

上述代碼中扯罐，首先根據(jù)傳入的邊界對象地址找到邊界對象所處的page；然后選擇當(dāng)前page中最新加入的對象一直向前清理烦衣，可以向前跨越若干個page歹河，直到邊界所在的位置；清理的方式是向這些對象發(fā)送一次release消息花吟，使其引用計數(shù)減一秸歧；

另外，清空page對象還會遵循一些原則：

  1. 如果當(dāng)前的page中存放的對象少于一半衅澈，則子page全部刪除键菱；
  2. 如果當(dāng)前當(dāng)前的page存放的多余一半（意味著馬上將要滿），則保留一個子page今布，節(jié)省創(chuàng)建新page的開銷;
2.8 autorelease方法

上述是對自動釋放池整個生命周期的分析经备，現(xiàn)在我們來理解延時釋放對象autorelease方法的實(shí)現(xiàn)拭抬，首先查看該方法的調(diào)用棧：

- [NSObject autorelease]
└── id objc_object::rootAutorelease()
    └── id objc_object::rootAutorelease2()
        └── static id AutoreleasePoolPage::autorelease(id obj)
            └── static id AutoreleasePoolPage::autoreleaseFast(id obj)
                ├── id *add(id obj)
                ├── static id *autoreleaseFullPage(id obj, AutoreleasePoolPage *page)
                │   ├── AutoreleasePoolPage(AutoreleasePoolPage *newParent)
                │   └── id *add(id obj)
                └── static id *autoreleaseNoPage(id obj)
                    ├── AutoreleasePoolPage(AutoreleasePoolPage *newParent)
                    └── id *add(id obj)

如上所示，autorelease方法最終也會調(diào)用上面提到的 autoreleaseFast方法侵蒙，將當(dāng)前對象加到AutoreleasePoolPage中造虎。關(guān)于autoreleaseFast的分析這里不再累述，我們主要來考慮一下兩次調(diào)用的區(qū)別：

autorelease函數(shù)和push函數(shù)一樣蘑志，關(guān)鍵代碼都是調(diào)用autoreleaseFast函數(shù)向自動釋放池的鏈表?xiàng)Ｖ刑砑右粋€對象累奈，不過push函數(shù)入棧的是一個邊界對象，而autorelease函數(shù)入棧的是一個具體的Autorelease的對象急但。

三澎媒、AutoreleasePool與NSThread、NSRunLoop的關(guān)系

由于AppKit和UIKit框架的優(yōu)化波桩，我們很少需要顯式的創(chuàng)建一個自動釋放池塊劲妙。這其中就涉及到AutoreleasePool與NSThread欠动、NSRunLoop的關(guān)系秃嗜。

3.1 RunLoop和NSThread的關(guān)系

RunLoop是用于控制線程生命周期并接收事件進(jìn)行處理的機(jī)制岖常，其實(shí)質(zhì)是一個do-While循環(huán)。在蘋果文檔找到關(guān)于NSRunLoop的介紹如下：

Your application neither creates or explicitly manages NSRunLoop objects. Each NSThread object—including the application’s main thread—has an NSRunLoop object automatically created for it as needed. If you need to access the current thread’s run loop, you do so with the class method currentRunLoop.

總結(jié)RunLoop與NSThread(線程)之間的關(guān)系如下：

  1. RunLoop與線程是一一對應(yīng)關(guān)系萤皂，每個線程(包括主線程)都有一個對應(yīng)的RunLoop對象撒穷；其對應(yīng)關(guān)系保存在一個全局的Dictionary里；
  2. 主線程的RunLoop默認(rèn)由系統(tǒng)自動創(chuàng)建并啟動裆熙；而其他線程在創(chuàng)建時并沒有RunLoop端礼，若該線程一直不主動獲取，就一直不會有RunLoop入录；
  3. 蘋果不提供直接創(chuàng)建RunLoop的方法蛤奥；所謂其他線程Runloop的創(chuàng)建其實(shí)是發(fā)生在第一次獲取的時候，系統(tǒng)判斷當(dāng)前線程沒有RunLoop就會自動創(chuàng)建僚稿；
  4. 當(dāng)前線程結(jié)束時凡桥，其對應(yīng)的Runloop也被銷毀；
3.2 RunLoop和AutoreleasePool的關(guān)系

在蘋果文檔中找到兩者關(guān)系的介紹如下：

The Application Kit creates an autorelease pool on the main thread at the beginning of every cycle of the event loop, and drains it at the end, thereby releasing any autoreleased objects generated while processing an event.

如上所述蚀同，主線程的NSRunLoop在監(jiān)測到事件響應(yīng)開啟每一次event loop之前缅刽，會自動創(chuàng)建一個autorelease pool，并且會在event loop結(jié)束的時候執(zhí)行drain操作唤崭，釋放其中的對象拷恨。

3.3 Thread和AutoreleasePool的關(guān)系

在蘋果文檔中找到兩者關(guān)系的介紹如下：

Each thread (including the main thread) maintains its own stack of NSAutoreleasePool objects (see Threads). As new pools are created, they get added to the top of the stack. When pools are deallocated, they are removed from the stack. Autoreleased objects are placed into the top autorelease pool for the current thread. When a thread terminates, it automatically drains all of the autorelease pools associated with itself.

如上所述， 包括主線程在內(nèi)的所有線程都維護(hù)有它自己的自動釋放池的堆棧結(jié)構(gòu)谢肾。新的自動釋放池被創(chuàng)建的時候，它們會被添加到棧的頂部小泉，而當(dāng)池子銷毀的時候芦疏，會從棧移除冕杠。對于當(dāng)前線程來說，Autoreleased對象會被放到棧頂?shù)淖詣俞尫懦刂兴彳睢．?dāng)一個線程線程停止分预，它會自動釋放掉與其關(guān)聯(lián)的所有自動釋放池。

四薪捍、AutoreleasePool在主線程上的釋放時機(jī)

4.1 理解主線程上的自動釋放過程

分析主線程RunLoop管理自動釋放池并釋放對象的詳細(xì)過程笼痹，我們在如下Demo中的主線程中設(shè)置斷點(diǎn)，并執(zhí)行l(wèi)ldb命令：po [NSRunLoop currentRunLoop]酪穿，具體效果如下：

autoreleasepool在主線程的釋放時機(jī).png

我們看到主線程RunLoop中有兩個與自動釋放池相關(guān)的Observer凳干，它們的 activities分別為0x1和0xa0這兩個十六進(jìn)制的數(shù)，轉(zhuǎn)為二進(jìn)制分別為1和10100000被济，對應(yīng)CFRunLoopActivity的類型如下：

/* Run Loop Observer Activities */
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),          //0x1救赐，啟動Runloop循環(huán)
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),            
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),        
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),  //0xa0，即將進(jìn)入休眠     
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),   
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),           //0xa0只磷，退出RunLoop循環(huán)  
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
    };

結(jié)合RunLoop監(jiān)聽的事件類型经磅，分析主線程上自動釋放池的使用過程如下：
1.App啟動后，蘋果在主線程RunLoop里注冊了兩個Observer钮追，其回調(diào)都是 _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler();

  1. 第一個Observer監(jiān)視的事件是Entry(即將進(jìn)入Loop)预厌，其回調(diào)內(nèi)會調(diào)用 _objc_autoreleasePoolPush()創(chuàng)建自動釋放池。order = -2147483647(即 32`位整數(shù)最小值)表示其優(yōu)先級最高元媚，可以保證創(chuàng)建釋放池發(fā)生在其他所有回調(diào)之前;
  2. 第二個Observer監(jiān)視了兩個事件BeforeWaiting(準(zhǔn)備進(jìn)入休眠)時調(diào)用_objc_autoreleasePoolPop()和_objc_autoreleasePoolPush()釋放舊的池并創(chuàng)建新池轧叽；Exit(即將退出Loop) 時調(diào)用 _objc_autoreleasePoolPop()來釋放自動釋放池。order = 2147483647(即32位整數(shù)的最大值)表示其優(yōu)先級最低惠毁，保證其釋放池子發(fā)生在其他所有回調(diào)之后;
  3. 在主線程執(zhí)行的代碼犹芹，通常是寫在諸如事件回調(diào)、Timer回調(diào)內(nèi)的鞠绰。這些回調(diào)會被 RunLoop創(chuàng)建好的AutoreleasePool環(huán)繞著腰埂，所以不會出現(xiàn)內(nèi)存泄漏，開發(fā)者也不必顯示創(chuàng)建AutoreleasePool了;

最后蜈膨，也可以結(jié)合圖示理解主線程上自動釋放對象的具體流程：

自動釋放池系統(tǒng)釋放原理圖.png
  1. 程序啟動到加載完成后屿笼，主線程對應(yīng)的RunLoop會停下來等待用戶交互
  2. 用戶的每一次交互都會啟動一次運(yùn)行循環(huán)，來處理用戶所有的點(diǎn)擊事件翁巍、觸摸事件驴一。
  3. RunLoop檢測到事件后，就會創(chuàng)建自動釋放池;
  4. 所有的延遲釋放對象都會被添加到這個池子中;
  5. 在一次完整的運(yùn)行循環(huán)結(jié)束之前灶壶，會向池中所有對象發(fā)送release消息肝断，然后自動釋放池被銷毀;
4.2 測試主線程上的對象自動釋放過程

下面的代碼創(chuàng)建了一個Autorelease對象string，并且通過weakString進(jìn)行弱引用(不增加引用計數(shù)，所以不會影響對象的生命周期)胸懈，具體如下：

@interface TestMemoryVC ()
@property (nonatomic,weak)NSString *weakString;
@end

@implementation TestMemoryVC
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    NSString *string = [NSString stringWithFormat:@"%@",@"WUYUBEICHEN"];
    self.weakString = string;
}

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];
    NSLog(@"viewWillAppear:%@", self.weakString);
}

- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {
    [super viewDidAppear:animated];
    NSLog(@"viewDidAppear:%@", self.weakString);
}

@end

//打印結(jié)果：
//viewWillAppear:WUYUBEICHEN
//viewDidAppear:(null)

代碼分析：自動變量的string在離開viewDidLoad的作用域后担扑，會依靠當(dāng)前主線程上的RunLoop迭代自動釋放。最終string對象在viewDidAppear方法執(zhí)行前被釋放(RunLoop完成此次迭代)趣钱。

五涌献、AutoreleasePool子線程上的釋放時機(jī)

子線程默認(rèn)不開啟RunLoop，那么其中的延時對象該如何釋放呢首有？其實(shí)這依然要從Thread和AutoreleasePool的關(guān)系來考慮：

Each thread (including the main thread) maintains its own stack of NSAutoreleasePool objects.

也就是說燕垃，每一個線程都會維護(hù)自己的 Autoreleasepool棧，所以子線程雖然默認(rèn)沒有開啟RunLoop井联，但是依然存在AutoreleasePool卜壕，在子線程退出的時候會去釋放autorelease對象。

前面講到過低矮，ARC會根據(jù)一些情況進(jìn)行優(yōu)化印叁，添加__autoreleasing修飾符，其實(shí)這就相當(dāng)于對需要延時釋放的對象調(diào)用了autorelease方法军掂。從源碼分析的角度來看轮蜕，如果子線程中沒有創(chuàng)建AutoreleasePool ，而一旦產(chǎn)生了Autorelease對象蝗锥，就會調(diào)用autoreleaseNoPage方法自動創(chuàng)建hotpage跃洛，并將對象加入到其棧中。所以终议，一般情況下汇竭，子線程中即使我們不手動添加自動釋放池，也不會產(chǎn)生內(nèi)存泄漏穴张。

六细燎、AutoreleasePool需要手動添加的情況

盡管ARC已經(jīng)做了諸多優(yōu)化，但是有些情況我們必須手動創(chuàng)建AutoreleasePool皂甘，而其中的延時對象將在當(dāng)前釋放池的作用域結(jié)束時釋放玻驻。蘋果文檔中說明了三種情況，我們可能會需要手動添加自動釋放池：

  1. 編寫的不是基于UI框架的程序偿枕，例如命令行工具璧瞬；
  2. 通過循環(huán)方式創(chuàng)建大量臨時對象；
  3. 使用非Cocoa程序創(chuàng)建的子線程渐夸；

而在ARC環(huán)境下的實(shí)際開發(fā)中嗤锉，我們最常遇到的也是第二種情況，以下面的代碼為例：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
        NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
        NSLog(@"打印obj：%@", obj);
    }
 }

上述代碼中墓塌，obj因?yàn)殡x開作用域所以會被加入最近一次創(chuàng)建的自動釋放池中瘟忱，而這個釋放池就是主線程上的RunLoop管理的奥额；因?yàn)?code>for循環(huán)在當(dāng)前線程沒有執(zhí)行完畢，Runloop也就沒有完成當(dāng)前這一次的迭代酷誓，所以導(dǎo)致大量對象被延時釋放披坏。釋放池中的對象將會在viewDidAppear方法執(zhí)行前就被銷毀态坦。在此情況下盐数，我們就有必要通過手動干預(yù)的方式及時釋放不需要的對象，減少內(nèi)存消耗伞梯；優(yōu)化的代碼如下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
        @autoreleasepool{
             NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
             NSLog(@"打印obj：%@", obj);
        }
    }
 }

參考鏈接

  1. 蘋果文檔NSAutoreleasePool
  2. 蘋果文檔NSRunLoop
  3. 蘋果文檔Using Autorelease Pool Blocks
最后編輯于 ：
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