在iOS內(nèi)存管理中，在ARC機(jī)制中，我們通常使用AutoreleasePool進(jìn)行內(nèi)存管理伦仍，本篇文章我們主要來(lái)分析autoreleasePool的原理。
分析
我們?cè)陂_(kāi)發(fā)中 使用 @autoreleasepool{}方法將代碼運(yùn)行的對(duì)象痹籍，交給自動(dòng)釋放池管理呢铆，首先我們將以下代碼轉(zhuǎn)化為c++函數(shù)
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
NSLog(@"%@",obj);
}
return 0;
}
經(jīng)clang編譯后，我們可以看到autoreleasepool的結(jié)構(gòu)為如下結(jié)構(gòu)體
struct __AtAutoreleasePool {
__AtAutoreleasePool() {atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}
~__AtAutoreleasePool() {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}
void * atautoreleasepoolobj;
};
我們可以看出蹲缠，在__AtAutoreleasePool的構(gòu)造方法中調(diào)用了objc_autoreleasePoolPush方法棺克，在析構(gòu)方法中調(diào)用了objc_autoreleasePoolPop方法。
AutoreleasePoolPage
我們?cè)谠创a中找到了objc_autoreleasePoolPush的實(shí)現(xiàn)
void *
objc_autoreleasePoolPush(void)
{
return AutoreleasePoolPage::push();
}
·AutoreleasePoolPage是什么呢线定？
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)
{
}
};
它繼承自AutoreleasePoolPageData娜谊，是雙向鏈表結(jié)構(gòu)，其大小為 504 * 8 + 56斤讥，一頁(yè)能存儲(chǔ) 504個(gè)8字節(jié) 的對(duì)象
-
magic: 用來(lái)校驗(yàn)AutoreleasePoolPage的完整性纱皆。 -
next: 指向 最新添加到AutoreleasePoolPage的對(duì)象湾趾，初始化時(shí)指向begin -
thread: 與page綁定的線程。 -
parent: 指向上一頁(yè)派草，第一頁(yè)的parent指向nil搀缠。 -
child: 指向下一頁(yè)，最后一頁(yè)的child指向nil近迁。 -
depth: 代表頁(yè)的深度艺普，每增加一頁(yè)，depth 加 1鉴竭。 -
hiwat: 入棧對(duì)象的個(gè)數(shù)歧譬，即添加到該頁(yè)中對(duì)象的數(shù)量。
最后一頁(yè)為 hotPage搏存，其余頁(yè)為coldPage瑰步。
autoreleasePoolPush
在 push方法中
void *
objc_autoreleasePoolPush(void)
{
return AutoreleasePoolPage::push();
}
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;
}
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 {
return autoreleaseNoPage(obj);
}
}
在 autoreleaseFast方法中，實(shí)現(xiàn)了向自動(dòng)釋放池添加對(duì)象的操作璧眠。
那它是如何向 page中添加對(duì)象的呢缩焦？
1: 首先會(huì)根據(jù)當(dāng)前thread的key，獲取hotPage责静。
2 : 如果沒(méi)有hotPage舌界，說(shuō)明還沒(méi)有page。
2.1:創(chuàng)建一個(gè)新的 page泰演。
2.2: 將當(dāng)前page設(shè)置為 hotPage呻拌。
2.3: 添加一個(gè)哨兵對(duì)象（邊界）。
2.4: 將對(duì)象添加到 hot頁(yè)中睦焕。
3: 如果有hotPage藐握，會(huì)判斷hotPage頁(yè)是否已滿
3.1: 如果滿了，會(huì)根據(jù)child找到最后一頁(yè)垃喊，然后新建一個(gè) poolPage猾普，將新創(chuàng)建的頁(yè)設(shè)置為 hotPage,最后將對(duì)象添加到該頁(yè)中。
3.2: 如果沒(méi)滿本谜，直接將對(duì)象添加到hotPage中初家。
哨兵對(duì)象（邊界）只有在調(diào)用objc_autoreleasePoolPush方法中才會(huì)添加。
整體過(guò)程如下圖所示：
add
對(duì)象是怎樣添加到 hotPage中的呢乌助？
id *add(id obj)
{
ASSERT(!full());
unprotect();
id *ret = next; // faster than `return next-1` because of aliasing
*next++ = obj;
protect();
return ret;
}
通過(guò)next指針溜在，next指向page頁(yè)最后一個(gè)對(duì)象，將新對(duì)象添加到最后一個(gè)對(duì)象的后面他托。
objc_autoreleasePoolPop
在自動(dòng)釋放池進(jìn)行釋放的時(shí)候會(huì)調(diào)用 objc_autoreleasePoolPop（poolObj）方法掖肋。
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);
}
1,如果poolObj不為空，在判斷poolobj是不是begin且沒(méi)有父頁(yè)赏参，那么該autoreleasepool已沒(méi)有對(duì)象志笼。
2沿盅，如果 *poolobjc為哨兵對(duì)象（邊界），則執(zhí)行 popPage函數(shù)
static void
popPage(void *token, AutoreleasePoolPage *page, id *stop)
{
if (allowDebug && PrintPoolHiwat) printHiwat();
page->releaseUntil(stop);
// memory: delete empty children
if (allowDebug && DebugPoolAllocation && page->empty()) {
// special case: delete everything during page-per-pool debugging
AutoreleasePoolPage *parent = page->parent;
page->kill();
setHotPage(parent);
} else if (allowDebug && 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();
}
}
}
void releaseUntil(id *stop)
{
// Not recursive: we don't want to blow out the stack
// if a thread accumulates a stupendous amount of garbage
while (this->next != stop) {
// Restart from hotPage() every time, in case -release
// autoreleased more objects
AutoreleasePoolPage *page = hotPage();
// fixme I think this `while` can be `if`, but I can't prove it
while (page->empty()) {
page = page->parent;
setHotPage(page);
}
page->unprotect();
id obj = *--page->next;
memset((void*)page->next, SCRIBBLE, sizeof(*page->next));
page->protect();
if (obj != POOL_BOUNDARY) {
objc_release(obj);
}
}
setHotPage(this);
#if DEBUG
// we expect any children to be completely empty
for (AutoreleasePoolPage *page = child; page; page = page->child) {
ASSERT(page->empty());
}
#endif
}
我們來(lái)著重分析releaseUntil函數(shù)纫溃，在releaseUntil方法中
- 1腰涧，先找到
hotPage。 - 2紊浩，操作
next指針南窗，對(duì) obj 執(zhí)行 objc_release操作，再偏移sizeof(obj)大小找到下一個(gè)obj郎楼。 - 3，對(duì)當(dāng)前頁(yè)所有對(duì)象release完后窒悔，將其
parent頁(yè)設(shè)置為hotpage呜袁，重復(fù)該過(guò)程。
其過(guò)程如下圖所示：
