最近在重溫《Objective-C 高級編程》這本書,深深為這本薄書里蘊(yùn)含的"驚人"能量所傾倒.本篇文章將總結(jié)一下ARC實(shí)現(xiàn)的一些細(xì)節(jié).
ARC的概念
ARC翻譯過來就是自動引用計數(shù),相信大家都知道.蘋果官方文檔中說明:ARC是由由編譯器進(jìn)行內(nèi)存管理的;本書指出了一個觀點(diǎn):實(shí)際上只有編譯器是無法完全勝任的,在此基礎(chǔ)上還需要Objective-C運(yùn)行時庫的協(xié)助.ARC的核心就是在對象需要釋放的地方自動插入release.
說起ARC,就逃不過討論幾個修飾符:__strong,__weak,__autoreleasing和引用計數(shù),下面一一來進(jìn)行細(xì)節(jié)說明.
__strong
先看如下一段代碼:
{
// ARC中默認(rèn)會在對象前添加一個修飾符__strong
id obj = [[NSObject alloc] init];
//<==>等價于
id __strong obj = [[NSObject alloc] init];
}
根據(jù)runtime特性,它的實(shí)際調(diào)用如下:
{
// 消息轉(zhuǎn)發(fā)
id obj = objc_msgSend(NSObject,@selector(alloc));
objc_msgSend(obj,@selector(init));
// 編譯器在obj作用域結(jié)束時自動插入release
objc_release(obj);
}
當(dāng)然這里是以alloc/new/copy/mutableCopy生成的對象,這種對象會被當(dāng)前的變量所持有,引用計數(shù)會加1.那如果不是用被持有的方式生成對象呢?
看下面這段代碼:
{
id obj = [NSMutableArray array];
}
這種方式生成的對象不會被obj持有,通常情況下會被注冊到autoreleasepool中.但也有特殊情況,上面的代碼可以轉(zhuǎn)換成如下代碼:
{
// 消息轉(zhuǎn)發(fā)
id obj = objc_msgSend(NSMutableArray,@selector(array));
// 調(diào)用objc_retainAutoreleasedReturnValue函數(shù)
objc_retainAutoreleasedReturnValue(obj);
// 編譯器在obj作用域結(jié)束時自動插入release
objc_release(obj);
}
這里介紹兩個相關(guān)函數(shù):
- objc_retainAutoreleasedReturnValue():這個函數(shù)的作用是返回注冊在
autoreleasepool當(dāng)中的對象. - objc_retainAutoreleaseReturnValue():這個函數(shù)一般是和
objc_retainAutoreleasedReturnValue()成對出現(xiàn)的.目的是注冊對象到autoreleasepool中.但不僅限于此.
為何說不僅限于此呢?原因在于,objc_retainAutoreleaseReturnValue()函數(shù)在發(fā)現(xiàn)對象調(diào)用了方法或者函數(shù)之后又調(diào)用了objc_retainAutoreleasedReturnValue(),那么就不會再把返回的對象注冊到autoreleasepool中了,而是直接把對象傳遞過去.
這樣的好處顯而易見:不用再去autoreleasepool中取出對象,傳遞出去,而是越過autoreleasepool直接傳遞,提升了性能.
__weak
weak修飾符想必大家都非常熟悉,它有一個眾所周知的特性:用weak修飾的對象在銷毀后會被自動置為nil.另外還補(bǔ)充一點(diǎn):凡是用weak修飾過的對象,必定是注冊到autoreleasepool中的對象.
看下面的代碼:
{
// obj默認(rèn)有__strong修飾
id obj = [[NSObject alloc] init];
id __weak obj1 = obj;
}
實(shí)際過程如下:
{
// 省略obj的實(shí)現(xiàn)
id obj1;
// 通過objc_initWeak初始化變量
objc_initWeak(&obj1,obj);
// 通過objc_destroyWeak釋放變量
objc_destroyWeak(&obj1);
}
-
objc_initWeak()函數(shù)的作用是將obj1初始化為0,然后將obj作為參數(shù)傳遞到這個函數(shù)中objc_storeWeak(&obj1,obj) -
objc_destroyWeak()函數(shù)則將0作為參數(shù)來調(diào)用:objc_storeWeak(&obj1,0) -
objc_storeWeak()函數(shù)的作用是以第二個參數(shù)(obj || 0)作為key,第一個參數(shù)(&obj1)作為value,將第一個參數(shù)的地址注冊到weak表中.當(dāng)key為0,即從weak表中刪除變量地址.
那么weak表中的對象是如何被釋放的呢?
- 從weak表中獲取廢棄對象的鍵值記錄.
- 將記錄中所有包含__weak的變量地址,賦值為nil.
- 從weak表中刪除該記錄.
- 從引用計數(shù)表中刪除對應(yīng)的記錄.
這就是__weak修飾的變量會在釋放后自動置為nil的原因.同時,因?yàn)閣eak修飾之后涉及到注冊到weak表等相關(guān)操作,如果大量使用weak可能會造成不必要的CPU資源浪費(fèi),所以書里指出盡量在循環(huán)引用中使用weak.
這里不得不提到另外一個和__weak相近的屬性:__unsafe_unretained,它與weak的區(qū)別在于,釋放對象后不會對其置為nil,在某些特定的場合下,需要延遲釋放的時候,可以考慮用這個屬性修飾.
好了,下一個問題,看如下代碼:
{
id __weak obj1 = obj;
// 這里使用了obj1這個用weak修飾的變量
NSLog(@"%@",obj1);
}
在weak變量被使用的情況下,實(shí)際過程如下:
{
id obj1;
objc_initWeak(&obj1,obj);
id tmp = objc_loadWeakRetained(&obj1);
objc_autorelease(tmp);
NSLog(@"%@",tmp);
objc_destroyWeak(&obj1);
}
從這段實(shí)現(xiàn)代碼中我們可以看出如下幾點(diǎn):
- 當(dāng)我們使用weak修飾的對象時,實(shí)際過程中產(chǎn)生了一個
tmp對象,因?yàn)?code>objc_loadWeakRetained()函數(shù)會從weak表中取出weak修飾的對象,所以tmp會對這個取出的對象進(jìn)行一次強(qiáng)引用. - 因?yàn)樯鲜鲈?weak修飾的對象在當(dāng)前變量作用域結(jié)束前都可以放心使用.
-
objc_autorelease()會將tmp對象也注冊到autoreleasepool中.所以當(dāng)大量使用weak對象的時候,注冊到autoreleasepool的對象會大量增加.解決方案就是用一個__strong修飾的臨時變量來使用.
{
id __weak obj1 = obj;
id tmp = obj1;
// 后面使用tmp即可
}
延伸一下:為什么有循環(huán)引用block內(nèi)用weakObject的時候最好能在block內(nèi)套一層strongObject?
- 在異步線程中weakObject可能會被銷毀,所以需要套一層strong.
- 如果內(nèi)部有耗時的循環(huán)語句,頻繁使用weakObject也會增加內(nèi)存損耗.
__autoreleasing
它的主要作用就是將對象注冊到autoreleasepool中.沒啥好說的.
最后補(bǔ)充幾種在ARC環(huán)境下獲取引用計數(shù)的方法,但并不一定準(zhǔn)確:ARC的一些引用計數(shù)優(yōu)化,以及多線程的中的競態(tài)條件問題,有興趣的可以自己去了解一下.
(1) 使用_objc_rootRetainCount()私有函數(shù)
OBJC_EXTERN int _objc_rootRetainCount(id);
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
id obj = [[NSObject alloc] init];
NSLog(@"%d",_objc_rootRetainCount(obj));
}
@end
(2) 使用KVC
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
id obj = [[NSObject alloc] init];
NSLog(@"%d",[[obj valueForKey:@"retainCount"] integerValue]);
}
@end
(3) 使用CFGetRetainCount()
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
id obj = [[NSObject alloc] init];
NSLog(@"%d",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(obj)));
}
@end
