自動釋放池-AutoReleasePool

自動釋放池是OC中的一種內(nèi)存自動回收機(jī)制莉炉，它可以將加入AutoreleasePool中的變量release的時機(jī)延遲，簡單來說梆暮，就是當(dāng)創(chuàng)建一個對象绍昂，在正常情況下啦粹，變量會在超出其作用域的時立即release窘游。如果將對象加入到了自動釋放池中，這個對象并不會立即釋放贪嫂，會等到runloop休眠/超出autoreleasepool作用域{}之后才會被釋放

image.jpeg

1艾蓝、從程序啟動到加載完成，主線程對應(yīng)的runloop會處于休眠狀態(tài)赢织，等待用戶交互來喚醒runloop
2、用戶的每一次交互都會啟動一次runloop于置，用于處理用戶的所有點擊、觸摸事件等
3饱狂、runloop在監(jiān)聽到交互事件后宪彩，就會創(chuàng)建自動釋放池，并將所有延遲釋放的對象添加到自動釋放池中
4尿孔、在一次完整的runloop結(jié)束之前，會向自動釋放池中所有對象發(fā)送release消息活合，然后銷毀自動釋放池
總結(jié)

• autoreleasepool其本質(zhì)是一個結(jié)構(gòu)體對象，一個自動釋放池對象就是頁留晚，是是棧結(jié)構(gòu)存儲告嘲，符合先進(jìn)后出的原則即可

• 頁的棧底是一個56字節(jié)大小的空占位符，一頁總大小為4096字節(jié)

• 只有第一頁有哨兵對象橄唬，最多存儲504個對象，從第二頁開始最多存儲505個對象

• autoreleasepool在加入要釋放的對象時隆判，底層調(diào)用的是objc_autoreleasePoolPush方法

• autoreleasepool在調(diào)用析構(gòu)函數(shù)釋放時僧界，內(nèi)部的實現(xiàn)是調(diào)用objc_autoreleasePoolPop方法
  image.jpeg

對于自動釋放池，我們主要關(guān)心的點有以下三點：
1捂襟、自動釋放池什么時候創(chuàng)建？
2郎汪、對象是如何加入自動釋放池的闯狱？
3、哪些對象才會加入自動釋放池哄孤？

image.jpeg

objc_autoreleasePoolPush 源碼分析

• 判斷是否為有 pool

• 如果沒有，則通過autoreleaseNewPage方法創(chuàng)建

• 如果有凝危，則通過autoreleaseFast壓棧哨兵對象
  image.jpeg

1、創(chuàng)建頁 autoreleaseNewPage

• 進(jìn)入objc_autoreleasePoolPush -> push -> autoreleaseNewPage源碼實現(xiàn)蛾默，主要是通過hotPage`獲取當(dāng)前頁，判斷當(dāng)前頁是否存在

• 如果存在冬念，則通過autoreleaseFullPage方法壓棧對象

• 如果不存在，則通過autoreleaseNoPage方法創(chuàng)建頁
  image.jpeg
  image.jpeg
  image.jpeg
  其中autoreleaseNoPage方法中發(fā)現(xiàn)當(dāng)前線程的自動釋放池是通過AutoreleasePoolPage創(chuàng)建的，其定義中有構(gòu)造方法瀑构，而構(gòu)造方法的實現(xiàn)是通過父類AutoreleasePoolPageData的初始化方法
  image.jpeg

2、壓棧對象 autoreleaseFast

• 進(jìn)入autoreleaseFast源碼据块，主要有以下幾步：

• 獲取當(dāng)前操作頁折剃，并判斷頁是否存在以及是否滿了

• 如果頁存在，且未滿怕犁，則通過add方法壓棧對象

• 如果頁存在，且滿了戈轿，則通過autoreleaseFullPage方法安排新的頁面

• 如果頁不存在阵子，則通過autoreleaseNoPage方法創(chuàng)建新頁
  image.jpeg
  image.jpeg
  add 方法
  image.jpeg

  3挠进、autorelease 底層分析
  如果不是對象 或者 是小對象色乾，則直接返回
  

  如果是對象领突，則調(diào)用對象的autorelease進(jìn)行釋放
  image.jpeg

objc_autoreleasePoolPop 源碼分析
進(jìn)入pop源碼實現(xiàn)君旦，主要由以下幾步

• 空頁面的處理嘲碱，并根據(jù)token獲取page

• 容錯處理

• 通過popPage出棧頁

• image.jpeg
  image.jpeg

image.jpeg

• 進(jìn)入releaseUntil實現(xiàn)局蚀，主要是通過循環(huán)遍歷，判斷對象是否等于stop琅绅，其目的是釋放stop之前的所有的對象，

• 首先通過獲取page的next釋放對象（即page的最后一個對象）宵蛀，并對next進(jìn)行遞減县貌，獲取上一個對象

• 判斷是否是哨兵對象凑懂，如果不是則自動調(diào)用objc_release釋放
  image.jpeg
  image.jpeg

  進(jìn)入kill實現(xiàn)，主要是銷毀當(dāng)前頁接谨，將當(dāng)前頁賦值為父節(jié)點頁齐媒，并將父節(jié)點頁的child對象指針置為nil

  image.jpeg

總結(jié)

• 在自動釋放池的壓棧（即push）操作中

• 當(dāng)沒有pool，即只有空占位符（存儲在tls中）時扫夜，則創(chuàng)建頁，壓棧哨兵對象

• 在頁中壓棧普通對象主要是通過next指針遞增進(jìn)行的笤闯，

• 當(dāng)頁滿了時，需要設(shè)置頁的child對象為新建頁
  image.jpeg

• 在自動釋放池的出棧（即pop）操作中

• 在頁中出棧普通對象主要是通過next指針遞減進(jìn)行的超陆，

• 當(dāng)頁空了時浦马，需要賦值頁的parent對象為當(dāng)前頁
  image.jpeg

相關(guān)面試題

AutoreleasePool 相關(guān)
面試題1：臨時變量什么時候釋放？

• 如果在正常情況下退唠，一般是超出其作用域就會立即釋放
• 如果將臨時變量加入了自動釋放池荤胁，會延遲釋放瞧预，即在runloop休眠或者autoreleasepool作用域之后釋放 面試題2：AutoreleasePool原理
• 自動釋放池的本質(zhì)是一個AutoreleasePoolPage結(jié)構(gòu)體對象，是一個棧結(jié)構(gòu)存儲的頁盆驹，每一個AutoreleasePoolPage都是以雙向鏈表的形式連接
• 自動釋放池的壓棧和出棧主要是通過結(jié)構(gòu)體的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)調(diào)用底層的objc_autoreleasePoolPush和objc_autoreleasePoolPop滩愁，實際上是調(diào)用AutoreleasePoolPage的push和pop兩個方法
• 每次調(diào)用push操作其實就是創(chuàng)建一個新的AutoreleasePoolPage，而AutoreleasePoolPage的具體操作就是插入一個POOL_BOUNDARY硝枉，并返回插入POOL_BOUNDARY的內(nèi)存地址。而push內(nèi)部調(diào)用autoreleaseFast方法處理妻味，主要有以下三種情況
• 當(dāng)page存在，且不滿時焦履，調(diào)用add方法將對象添加至page的next指針處，并next遞增
• 當(dāng)page存在嘉裤，且已滿時栖博，調(diào)用autoreleaseFullPage初始化一個新的page，然后調(diào)用add方法將對象添加至page棧中
• 當(dāng)page不存在時仇让，調(diào)用autoreleaseNoPage創(chuàng)建一個hotPage，然后調(diào)用add方法將對象添加至page棧中
• 當(dāng)執(zhí)行pop操作時妹孙，會傳入一個值，這個值就是push操作的返回值骇笔，即POOL_BOUNDARY的內(nèi)存地址token嚣崭。所以pop內(nèi)部的實現(xiàn)就是根據(jù)token找到哨兵對象所處的page中笨触，然后使用 objc_release 釋放 token之前的對象雹舀，并把next 指針到正確位置 面試題3：AutoreleasePool能否嵌套使用？
• 可以嵌套使用说榆，其目的是可以控制應(yīng)用程序的內(nèi)存峰值寸认，使其不要太高
• 可以嵌套的原因是因為自動釋放池是以棧為節(jié)點串慰，通過雙向鏈表的形式連接的，且是和線程一一對應(yīng)的
• 自動釋放池的多層嵌套其實就是不停的pushs哨兵對象邦鲫，在pop時，會先釋放里面的古今，在釋放外面的 面試題4：哪些對象可以加入AutoreleasePool滔以？alloc創(chuàng)建可以嗎捉腥？
• 使用new醉者、alloc披诗、copy關(guān)鍵字生成的對象和retain了的對象需要手動釋放，不會被添加到自動釋放池中
• 設(shè)置為autorelease的對象不需要手動釋放剥槐，會直接進(jìn)入自動釋放池
• 所有 autorelease 的對象，在出了作用域之后粒竖，會被自動添加到最近創(chuàng)建的自動釋放池中 面試題5：AutoreleasePool的釋放時機(jī)是什么時候几于？
• App 啟動后蕊苗，蘋果在主線程 RunLoop 里注冊了兩個 Observer，其回調(diào)都是_wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()沿彭。
• 第一個 Observer 監(jiān)視的事件是 Entry(即將進(jìn)入 Loop)朽砰，其回調(diào)內(nèi)會調(diào)用 _objc_autoreleasePoolPush() 創(chuàng)建自動釋放池。其 order 是 -2147483647喉刘，優(yōu)先級最高瞧柔，保證創(chuàng) 建釋放池發(fā)生在其他所有回調(diào)之前。
• 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;Exit(即 將退出 Loop) 時調(diào)用 _objc_autoreleasePoolPop() 來釋放自動釋放池睦裳。這個 Observer 的 order 是 2147483647造锅，優(yōu)先級最低，保證其釋放池子發(fā)生在其他所有回調(diào)之后廉邑。 面試題6：thread 和 AutoreleasePool的關(guān)系
• 每個線程哥蔚，包括主線程在內(nèi)都維護(hù)了自己的自動釋放池堆棧結(jié)構(gòu)
• 新的自動釋放池在被創(chuàng)建時倒谷，會被添加到棧頂；當(dāng)自動釋放池銷毀時糙箍，會從棧中移除
• 對于當(dāng)前線程來說，會將自動釋放的對象放入自動釋放池的棧頂倍靡；在線程停止時猴伶，會自動釋放掉與該線程關(guān)聯(lián)的所有自動釋放池
  總結(jié)：每個線程都有與之關(guān)聯(lián)的自動釋放池堆棧結(jié)構(gòu)，新的pool在創(chuàng)建時會被壓棧到棧頂塌西，pool銷毀時他挎，會被出棧，對于當(dāng)前線程來說捡需，釋放對象會被壓棧到棧頂办桨，線程停止時，會自動釋放與之關(guān)聯(lián)的自動釋放池 面試題7：RunLoop 和 AutoreleasePool的關(guān)系
• 主程序的RunLoop在每次事件循環(huán)之前之前站辉，會自動創(chuàng)建一個 autoreleasePool
• 并且會在事件循環(huán)結(jié)束時呢撞，執(zhí)行drain操作，釋放其中的對象