【高級iOS】autoreleasepool源碼分析损肛,并與runloop的關系

1.探索

首先通過po [NSRunloop currentRunloop]
在控制臺可以看到以下打印信息太闺,發(fā)現(xiàn)runloop與autoreleasepool有關系

auto.png

  • 我們可以推測宠页,在觸發(fā)obsever監(jiān)聽的時候葵孤,會處理autoreleasepool
  • order表示runloop處理的優(yōu)先級
  • 我們通過activities = 0xa0,可以監(jiān)聽autoreleasepool的處理

2.監(jiān)聽autoreleasepool

    char autoreleaseActive = 0xa0;
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), autoreleaseActive, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        
        NSLog(@"_wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler");
        
    });
  • 通過實踐鼻由,在一次runloop的周期中大概會執(zhí)行5次暇榴。
  • 添加一個信號斷點


    屏幕快照 2018-05-09 上午11.30.32.png
  • 發(fā)現(xiàn)在閑置狀態(tài)(beforeWating)會不時進入這個斷點

3.從runloop源碼探究

auto2.png
  • 雖然autoreleasepool的處理一直被觸發(fā),但是并沒有喚醒休眠狀態(tài)的runloop

4. autoreleasepool源碼

提問:arc有必要使用autoreleasepool嗎蕉世?

  • 在mrc的時代蔼紧,往往創(chuàng)建一個autoreleasepool對象
  • arc則使用@ autoreleasepool

提問:arc下使用@ autoreleasepool 的意義?

  • 首先執(zhí)行下面兩段代碼作為對比
    for (int i = 0; i < 1024*1024*30; i++) {
        @autoreleasepool {
            
            NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"0123456789"];
            
        };
    }
    for (int i = 0; i < 1024*1024*30; i++) {
            
            NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"0123456789"];
            
    }
  • 結論:
    第一段代碼在會對內(nèi)存進行優(yōu)化狠轻,釋放速度快奸例;
    第二段代碼造成內(nèi)存大量堆積,釋放緩慢
  • 使用場景:當程序有大量中間臨時變量產(chǎn)生時,避免內(nèi)存使用峰值過高查吊,及時釋放內(nèi)存的場景

通過clang解讀@autoreleasepool源碼

  • 命令 clang -rewrite-objc

 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;
    };
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
        @autoreleasepool {
            
            NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"0123456789"];
            
        };

約等于

        創(chuàng)建了一個autorelease對象  push autorelease
         NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"0123456789"];
          釋放掉autorelease(pop ~) clang
  • 但是從clang出的源碼中我們看不出釋放谐区,是因為autorelease的釋放使用c++中的析構

5. autoreleasepool底層運行原理

  • AutoreleasePoolPage實例
  magic_t const magic; //用來校驗 AutoreleasePoolPage 的結構是否完整
  id *next;//指向最新添加的 autoreleased 對象的下一個位置,初始化時指向 begin() 
  pthread_t const thread;//指向當前線程
  AutoreleasePoolPage * const parent;// 指向父結點逻卖,第一個結點的 parent 值為 nil 
  AutoreleasePoolPage *child;//指向父結點宋列,第一個結點的 parent 值為 nil 
  uint32_t const depth;//鏈表的深度,節(jié)點個數(shù)
  uint32_t hiwat;//high water mark 數(shù)據(jù)容納的一個上限
  PAGE_MAX_SIZE;//size大小為4096,虛擬內(nèi)存每個扇區(qū)4096個字節(jié)评也,4K對齊的說法
  COUNT;//一個page里的對象數(shù)
  POOL_BOUNDARY;//邊界對象炼杖,以前為POOL_SENTINEL哨兵對象

(AutoreleasePool并沒有單獨的結構,而是由若干個AutoreleasePoolPage以雙向鏈表的形式組成)

  • 當我們添加一個需要被Autorelease的對象string1
 magic_t const magic; 
  id *next;
 NSString *string1;
  pthread_t const thread;
  AutoreleasePoolPage * const parent;的 parent 值為 nil 
  AutoreleasePoolPage *child;值為 nil 
  uint32_t const depth;
  uint32_t hiwat;
  PAGE_MAX_SIZE;
  COUNT;
  POOL_BOUNDARY;
  • 再添加string2 盗迟、string3 內(nèi)部會變成
 magic_t const magic; 
  id *next;
 NSString *string3;
 NSString *string2;
 NSString *string1;
  pthread_t const thread;
  AutoreleasePoolPage * const parent;的 parent 值為 nil 
  AutoreleasePoolPage *child;值為 nil 
  uint32_t const depth;
  uint32_t hiwat;
  PAGE_MAX_SIZE;
  COUNT;
  POOL_BOUNDARY;

這個操作是由id *next實現(xiàn)的坤邪,它在有新的對象加入AutoreleasePoolPage時,會自動指向下一個地址

  • 當添加到上限時,新的對象就會加入到下一個page罚缕,所以構成了雙向鏈表的結構
  magic_t const magic;                      magic_t const magic; 
  id *next;                                 id *next;  
 .....                                      NSString *string49;
 NSString *...;                             NSString *string50;
 NSString *...;                             pthread_t const thread;
 NSString *string3;                         ......       
 NSString *string2;                         ......
 NSString *string1;
  pthread_t const thread;
  AutoreleasePoolPage * const 
  AutoreleasePoolPage *child;
  uint32_t const depth;
  uint32_t hiwat;
  PAGE_MAX_SIZE;
  COUNT;
  POOL_BOUNDARY;

  Page 1                                    page2

總結

  • AutoreleasePool并沒有單獨的結構罩扇,而是由若干個AutoreleasePoolPage以雙向鏈表的形式組成
  • AutoreleasePoolPage每個對象會開辟4096字節(jié)內(nèi)存(也就是虛擬內(nèi)存一頁的大小)怕磨,除了上面的實例變量所占空間,剩下的空間全部用來儲存autorelease對象的地址
  • iOS里的TaggedPointer不適用autorelesepool
  • NSAutoreleasePool可以創(chuàng)建一個autorelease pool消约,但該對象本身也需要被釋放 drain
  • 在ARC下肠鲫,不能使用上述方式調(diào)用autorelease,而應當使用@autoreleasepool{}
  • 對于不同線程或粮,應當創(chuàng)建自己的autorelease pool导饲。如果應用長期存在,應該定期drain和創(chuàng)建新的autorelease pool氯材。
  • runloop 與 AutoreleasePool 是協(xié)同合作關系
  • AutoreleasePool 與 runloop 與線程是一一對應的關系
  • AutoreleasePool 在 runloop 在開始時被push渣锦,在runloop休眠時(beforewaiting狀態(tài))pop
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