內(nèi)存布局

內(nèi)存分區(qū).png

• stack區(qū)：方法調(diào)用
• heap區(qū) (堆區(qū))：alloc分配的一些對象
• bss ：未初始化的全局變量
• data：已初始化的全局變量
• text：程序代碼

內(nèi)存管理方案

• TageedPointer：小對象绞幌，NSNumber等對象
• NONPOINTER_ISA：64位 isa占64位啊奄，一般用30～40就夠用了菇夸，所以在剩余的位中做了內(nèi)存管理
• 散列表 是復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
  ① 引用計數(shù)表
  ② 弱引用表

NONPOINTER_ISA

arm64結(jié)構(gòu)下是64位

• 第一位indexed
  ① 0代表isa只是一個純的isa指針鞠眉，里面內(nèi)容指向當(dāng)前的類對象地址械蹋，
  ② 1代表不單單是isa指針哗戈，還有一些關(guān)于內(nèi)存管理的一些數(shù)據(jù)
• 第二位has_assoc
  ① 0代表 沒有關(guān)聯(lián)對象
  ② 1代表 有關(guān)聯(lián)對象
• 第三位has_cxx_dtor 當(dāng)前對象是否用到c++
  ① 0 沒有
  ② 1 有
• shiftcls 4 ～ 36 33位 比特位是類對象的地址
  ① 當(dāng)前類對象的內(nèi)存地址
• magic
• weakly_referenced：是否有弱引用指針
• deallocating：是否有dealloc的操作
• has_sidetable_rc
  如果當(dāng)前的引用計數(shù)已經(jīng)達(dá)到上限唯咬，需要外掛一個has_sidetable_rc一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)去存儲相關(guān)的引用計數(shù)內(nèi)容
• extra_rc 44～63 都是 extra_rc 引用計數(shù)
  引用計數(shù)在很小的范圍內(nèi)胆胰，會直接存儲到isa這里蜀涨，而不需要單獨的引用計數(shù)表來單獨存儲

散列表方式

sideTables()結(jié)構(gòu)

• SideTable (數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))氧枣，由多個SideTable組成
• 64個(非嵌入式系統(tǒng))

SIDETABLE

散列表方式.png

為什么不是一個SIDETABLE挑胸？ 為什么要組成SIDETABLES呢？

• 對象可能需要在不同線程操作創(chuàng)建移袍，這個時候進行操作的時候需要進行加鎖處理才能保證安全葡盗，這樣存在效率問題
• 用戶的內(nèi)存空間需要4gb觅够，我們可以分配成千上萬的引用對象喘先，如果每個引用對象我們都要對齊進行引用計數(shù)改變窘拯，都操作這張表就會出現(xiàn)效率問題涤姊。如果一個對象操作這張表思喊，會加鎖下一個對象需要在等上一個對象的鎖加完以后在處理恨课，這就造成了效率低下的問題
• 系統(tǒng)為了解決這個效率低下庄呈，系統(tǒng)給我們提供了一個分離鎖的概念
• 系統(tǒng)為我們分配了8個這個表(64位)，這樣就可以并發(fā)的去修改引用解決問題。

怎么樣實現(xiàn)快速分流盒刚？

SideTables的本質(zhì)是一張Hash表因块。
可能有64個SideTable存儲不同的引用計數(shù)表涡上、和弱引用表

什么是hash算法

對象指針可以作為Key通過hash函數(shù)計算計算出hash表中你的value值的下標(biāo)也就是索引吩愧。

hash查找的過程

給定值是對象內(nèi)存地址雁佳，目標(biāo)是數(shù)組下標(biāo)索引。

給了一個對象的內(nèi)存地址炸站，通過哈希函數(shù)的運算武契，得到了一個集合的下標(biāo)索引值

對象的內(nèi)存地址指針 % 數(shù)組的count就可以得到這個數(shù)組中的索引

這樣就查找速度快了

散列表方案設(shè)計的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

• Spinlock_t
  ① 自旋鎖 是”忙等”的鎖届垫，如果當(dāng)前鎖已經(jīng)被其他線程獲取装处，那么當(dāng)前線程會不斷的探測這個鎖是否被其他線程釋放妄迁，如果釋放自己第一時間去獲取這個鎖
  ② 特點：適合輕量訪問(這個中+1 -1 計算邏輯不復(fù)雜的情況下稱之為輕量)
• 信號量
  當(dāng)前線程獲取不到鎖的時候登淘，會把自己的線程阻塞休眠黔州，等這個鎖被釋放的時候，會喚醒它獲取這個鎖

引用計數(shù)表

實際上是一個refcountMap(hash表或者是字典)牲蜀，提高查找效率涣达，存儲查找都是hsah度苔，找到

• size_t引用技術(shù)使用64位存儲的
• 第一位是否有weak
• 第二位是否deallocating

弱引用表

weak_table_t也是一張hash表林螃，

• 通過對象指針，hash算法的到我們的weak_entry_t的表
• weak_entry_t里面存儲的就是弱引用指針伏钠。

MRC和ARC

MRC

手動引用計數(shù)熟掂，進行內(nèi)存管理

• alloc 分配一個對象的內(nèi)存空間
• retain 引用計數(shù)加1
• release 引用計數(shù)-1
• retainCount 當(dāng)前引用計數(shù)的值
• autorelease 會在autoreleasepool結(jié)束的時候赴肚，向其每一個對象發(fā)送release消息
• dealloc 在MRC中需要顯示的調(diào)用super dealloc需要廢棄父類的相關(guān)成員變量

ARC

自動引用計數(shù)

• ARC是由LLVM和Runtime協(xié)作完成
• ARC中禁止手動調(diào)用retain、release刊愚、retainCount鸥诽、dealloc牡借、
  可以重寫dealloc但是不能調(diào)用super dealloc
• ARC中新增weak炬藤、strong屬性關(guān)鍵字

ARC和MRC的區(qū)別

• MRC是手動管理，ARC是LLVM和Runtime協(xié)作進行自動引用計數(shù)管理
• MRC可以調(diào)用一些引用計數(shù)相關(guān)的+-1操作方法畅买，而ARC是不能的
• ARC有weak和strong

引用計數(shù)管理

實現(xiàn)原理分析

alloc實現(xiàn)

• 經(jīng)過一些列調(diào)用谷羞，最終調(diào)用了C函數(shù)calloc(初始化完成會自己置0 而malloc是垃圾數(shù)據(jù))湃缎。
• 此時并沒有設(shè)置引用計數(shù)為1

retain實現(xiàn)

• SideTable &table = SideTables()[this] 先獲取對應(yīng)的SideTable
• size_t & refcntStorage = table.refcnts[this]; 獲取到SideTable中的引用計數(shù)值
• refcntstorage += SIDE_TABLE_RC_ONE; 對其+1
  SIDE_TABLE_RC_ONE不是1嗓违，前兩個位置是存儲弱引用計數(shù)蹂季，和是否正在dealloc的偿洁，是后面62位涕滋，所以需要做一個偏移量宾肺。 所以說是4.

release實現(xiàn)

• SideTable &table = SideTables()[this] 先獲取對應(yīng)的SideTable
• RefcountMap:iterator it = table.refcnts.find(this); 獲取到SideTable中的引用計數(shù)值
• it->second -= SIDE_TABLE_RC_ONE; 和retain正好相反

retainCount的實現(xiàn)

• SideTable &table = SideTables()[this] 先獲取對應(yīng)的SideTable
• size_t refcnt_result = 1； 聲明一個局部變量
• RefcountMap::iterator it = table.refcnts.find(this) 獲取到SideTable中的引用計數(shù)值黔酥，剛?cè)lloc的對象其實里面是為0的
• refcnt_result += it-> second >> SIDE_TABLE_RC_SHIFT 把查找的結(jié)果做一個向右偏移的操作跪者，然后在+1

dealloc的實現(xiàn)

• 調(diào)用_objc_rootDealloc
• rootDealloc
• 是否直接釋放的判斷標(biāo)準(zhǔn)
  ① nonpointer_isa 是否是非指針型的isa指針
  ② weakly_referenced 是否有weak指針指向它
  ③ has_assoc 當(dāng)前對象是否有關(guān)連對象
  ④ has_cXX_dtor 是否使用了C++相關(guān)的代碼渣玲，是否ARC
  ⑤ has_sidetable_rc 是否是通過sidtable表來存儲的忘衍。
• 以上都不是 就可以釋放，如果可以就使用c函數(shù)的free函數(shù)釋放

• 如果不可以就使用object_dispose函數(shù)來進行后續(xù)的處理铅搓，然后結(jié)束

  
  
  dealloc的內(nèi)部實現(xiàn).png

OBJECT_DISPOSE實現(xiàn)

• objc_destructInstance
• C函數(shù)的free

• 結(jié)束

  
  
  dealloc內(nèi)部實現(xiàn)中dispose函數(shù).png

OBJC_DESTRUCTINSTANCE的實現(xiàn)

• 是否有C++或者是否有ARC
  YES object_cxxDestruct
  NO 調(diào)用AssociatedObjects
• 如果沒有C++或者ARC 就調(diào)用AssociatedObjects方法
  YES _object_remove_assocations()
  NO clearDealloccating

• _object_remove_assocations，以后還是沒有關(guān)聯(lián)對象那么都會調(diào)用clearDealloccating結(jié)束objc_destructInstance方法氢烘。

  
  
  objc_destructInstance函數(shù)實現(xiàn).png

CLEARDEALLOCCATING的實現(xiàn)

• sidetable_clearDeallocating
• weak_clear_no_lock
  將指向該對象的弱引用指針置為nil

• table.refcnts.erase
  從引用計數(shù)表中擦除該對象的引用計數(shù)

  
  
  clearDealloccating.png

弱引用管理

弱引用調(diào)用棧

弱引用調(diào)用棧.png

• 一個被聲明為__weak弱引用的指針，經(jīng)過編譯器編譯以后蜀踏，會調(diào)用objc_initWeak方法脓斩，經(jīng)過一系列的函數(shù)調(diào)用棧，會調(diào)用weak_register_no_lock這個函數(shù)吗讶，進行弱引用變量的添加照皆。
• 具體添加的位置膜毁，是通過一個hash算法來進行進行位置查找的瘟滨，
• 如果說我們查找位置當(dāng)中已經(jīng)有了當(dāng)前對象所有的弱引用數(shù)組杂瘸，我們新的弱引用變量添加到引用數(shù)組當(dāng)中败玉，如果沒有弱引用數(shù)組，那么就創(chuàng)建一個新的弱引用數(shù)組返干，然后第0個位置添加wek指針矩欠，后面的都置為0晚顷。

當(dāng)清除weak變量 通知設(shè)置指向為nil该默， 它是如何置nil的

如何將weak自動置為nil.png

完整過程

• 通過被廢棄對象的指針經(jīng)過hash算法的到栓袖，求出弱引用數(shù)組對應(yīng)的數(shù)組索引位置裹刮，然后通過這個索引返回給對象我這個弱引用數(shù)組
• 如果弱引用數(shù)組為空就調(diào)用捧弃，當(dāng)前對象违霞，沒有弱引用對象返回就成
• 如果弱引用數(shù)組大于4調(diào)用entry->referrers如果小于4就使用entry->inline_referrers
• 遍歷這個數(shù)組买鸽，如果數(shù)組中的指針就是被廢棄的弱引用指針那么就將其置為nil眼五。

總結(jié)

• 當(dāng)一個對象唄dealloc之后看幼，dealloc內(nèi)部的實現(xiàn)會去調(diào)用弱引用清除這個函數(shù)
• 然后函數(shù)會通過桌吃，當(dāng)前對象指針查找弱引用表 茅诱，把一個對象的所有弱引用表都拿出來瑟俭，是一個數(shù)組
• 編譯所有這個數(shù)組當(dāng)中的弱引用指針分別置為nil

自動釋放池

自動釋放池的面試題.png

編譯器改寫

• objc_autoreleasepoolPush()和objc_autoreleasePoolPop中間是代碼
• push返回值是一個無類型的指針

• objc_autoreleasePoolPop需要這個無類型指針作為標(biāo)記也就是push返回的無類型的指針

  
  
  autoreleasePool改寫.png

objc_autoreleasepoolPush和objc_autoreleasePoolPop的函數(shù)調(diào)用棧

• 內(nèi)部會調(diào)用AutoreleasePoolPage::push方法
• AutoreleasePoolPage::pop方法
  一次Pop當(dāng)然于一次批量的Pop操作（AutoreleasePool中的對象都會放入到自動釋放池中當(dāng)Pop之后失暴，AutoreleasePool中的對象的對象都會發(fā)送一次release消息所以是批量操作）

自動釋放池的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

• 以棧為節(jié)點通過雙向鏈表的形式組合而成
• 是和線程一一對應(yīng)的。

ATUORELEASEPOOLPAGE的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

• id*next：當(dāng)前棧的空的位置
• autoreleasePollPage * const parent; ：鏈表的父指針
• autoreleasePollPage *child; ：鏈表的孩子指針
• pthread_t const thread; : 與線程一一對應(yīng)的

AtuoreleasePoolPage::Push

AutoreleasePoolpagePush操作的原理.png

autorelease

autorelease的實現(xiàn)過程.png

• 一個對象調(diào)用了autorelease方法矩肩，這個對象添加到next指針之后黍檩，next移動到新的位置刽酱，下一個調(diào)用autorelease方法的對象就會添加到這個位置

AtuoreleasePoolPage::Pop

• 根據(jù)傳入的哨兵對象找到對應(yīng)位置
• 給上次Push操作之后添加的對象依次發(fā)送release消息(next指針到哨兵對象之間的對象依次發(fā)送release消息)

• 回退指針搭配正確位置

  
  
  AutoreleasePoolpagePop的原理操作.png

雙向鏈表的概念

雙向鏈表的結(jié)構(gòu).png

棧結(jié)構(gòu)概念

棧結(jié)構(gòu).png

面試題自動釋放池的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)是什么？

以棧為節(jié)點通過雙向鏈表的形式組合而成

自動釋放池的總結(jié)

下面代碼什么時候釋放

viewdidload{
    NSMutableArray *array = [NSSmutableArray array];
}

在當(dāng)次runloop將要結(jié)束的時候調(diào)用AutoreleasePoolPage::Pop()

• 每一次runloop循環(huán)將要結(jié)束的時候都會對前一次創(chuàng)建的autoreleasePool進行Pop操作殿怜，同時會Push進來一個新的autoreleasePool
• viewdidload創(chuàng)建的對象，是在當(dāng)次runloop將要結(jié)束的時候麦轰，調(diào)用autoreleasePoolpage::Pop方法時候款侵，把對應(yīng)的array對象調(diào)用它的release方法新锈。

多次嵌套就是多次插入哨兵對象

關(guān)于autoreleasepool為和可以嵌套調(diào)用妹笆？

實際上多次嵌套插入哨兵對象，每次進行autoreleasePool的代碼塊創(chuàng)建的時候墩新，假如autoreleasePoolpage沒有滿的情況下海渊，系統(tǒng)就會在當(dāng)前autoreleasePoolpage棧中進行一次哨兵對象的插入臣疑，如果滿了會創(chuàng)建一個新的autoreleasePoolpage讯沈，然后當(dāng)前的autoreleasePoolpage中的child指針指向新創(chuàng)建的autoreleasePoolpage懒豹。

所以autoreleasepool可以多層嵌套調(diào)用

循環(huán)引用

三種循環(huán)引用：

• 自循環(huán)引用
• 相互循環(huán)引用
• 多循環(huán)引用(大環(huán))

自循環(huán)引用

自循環(huán)引用.png

相互循環(huán)引用

相互循環(huán)引用.png

多循環(huán)引用(大環(huán))

大環(huán)循環(huán)引用(多循環(huán)引用).png

如何破除循環(huán)引用？

• 避免產(chǎn)生循環(huán)引用
• 在合適的時機手動斷環(huán)

具體解決方案：

• __weak
• __block
• __unsafe_unretained

__WEAK 破解循環(huán)引用

__weak避免產(chǎn)生循環(huán)引用.png

__BLOCK破解* 破解循環(huán)引用

• MRC __block修飾對象不會增加其引用計數(shù)驮樊，避免了循環(huán)引用
• ARC __block修飾對象會被強引用囚衔，無法避免循環(huán)引用，需手動解環(huán)

__UNSAFE_UNRETAINED 破解循環(huán)引用

• 修飾對象不會增加引用計數(shù)肥哎，避免了循環(huán)引用
• 如果被修飾對象在某一時機被釋放，會產(chǎn)生懸垂指針杈女，懸垂指針又可能會出現(xiàn)不可預(yù)見的問題

循環(huán)引用示例

在開發(fā)過程中翰蠢，你遇到過哪些循環(huán)引用問題，你又是如何解決的趁尼？

• Block的使用示例
• NSTimer的循環(huán)引用問題

有一個頁面有一個banner滾動欄酥泞，每3秒滾到一次。一般有一個banner對象悯姊，VC對它強持有悯许，
banner對象的需求是每3秒滾動一次先壕。需要添加一個NSTimer谆甜，當(dāng)我向banner對象添加回調(diào)的時候，NSTimer會對banner對象施加一個強引用谆棺，這個時候就產(chǎn)生了相互循環(huán)引用問題改淑。

實際上溅固，NSTimer創(chuàng)建完成以后會有一個主線程RunLoop去強引用NSTimer強引用兰珍。就算是VC退出釋放掉掠河，那么banner對象也不會釋放，因為主線程runLoop強引用了這個對象爆捞。

NSTimer有重復(fù)煮甥，以及非重復(fù)定時器成肘，假如是非重復(fù)定時器斧蜕，那么在NSTimer回調(diào)完成以后設(shè)置無效并置nil批销，那么就破解了循環(huán)引用均芽。

假如NSTimer重復(fù)多次回調(diào)

第一種：在NSTimer和Banner之間設(shè)置一個中間對象骡技，這個中間對象分別弱引用NSTimer和banner對象。那么當(dāng)VC釋放掉囤萤，banner對象也就釋放掉了涛舍，NSTimer的回調(diào)會去中間對象唆途，而中間對象只要判斷banner對象為不為nil 如果為nil就直接無效化NSTimer肛搬。

NSTimer的循環(huán)引用問題.png

考點

• 代理
• block
• NSTimer
• 大環(huán)引用

MST

如果我們對一個類添加了關(guān)聯(lián)對象温赔，那么在這個類被釋放以后會清除掉這個關(guān)聯(lián)對象嗎？

會的待秃，因為系統(tǒng)在dealloc中釋放了關(guān)聯(lián)對象

關(guān)于autoreleasepool為和可以嵌套調(diào)用痹屹？

實際上多次嵌套插入哨兵對象志衍，每次進行autoreleasePool的代碼塊創(chuàng)建的時候楼肪，假如autoreleasePoolpage沒有滿的情況下淹辞，系統(tǒng)就會在當(dāng)前autoreleasePoolpage棧中進行一次哨兵對象的插入象缀，如果滿了會創(chuàng)建一個新的autoreleasePoolpage，然后當(dāng)前的autoreleasePoolpage中的child指針指向新創(chuàng)建的autoreleasePoolpage霞怀。

autoreleasePool的應(yīng)用場景

在for循環(huán)中alloc圖片數(shù)據(jù)等內(nèi)存消耗較大的場景手動插入autoreleasePool毙石。

autoreleasePool實現(xiàn)原理：

以棧為節(jié)點徐矩，通過雙向鏈表的形式組合而成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

什么是ARC

ARC是由LLVM編譯器以及runtime協(xié)作來為我們實現(xiàn)自動引用計數(shù)的管理

為什么weak指針指向的對象在廢棄之后會被自動置為nil

當(dāng)對象在被廢棄之后滤灯，dealloc的內(nèi)部方法實現(xiàn)當(dāng)中會調(diào)用清除弱引用的方法鳞骤，然后在清除弱引用的方法中會通過hash算法來查找被廢棄對象在弱引用表當(dāng)中的位置來提取它所對的人用引用指針的列表數(shù)組，然后進行for循環(huán)遍歷顷帖，把每一個弱引用指針都置為nil

蘋果是如何實現(xiàn)AutoreleasePool

AutoreleasePool是以棧為節(jié)點，雙向鏈表形式來合成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)陈症。

什么是循環(huán)引用录肯？你遇到過哪些循環(huán)引用论咏，是怎么解決的颁井？

• 自循環(huán)引用
• 雙向循環(huán)引用
• 大環(huán)引用
  比如說NStimer的循環(huán)引用厅贪。