iOS原理 文章匯總

前言

一般情況下，對象在超出作用域時會立即release保礼。比方說狸演，在一個方法里創(chuàng)建一個局部對象：

-(void)test{
    
    NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
}

當(dāng)test方法執(zhí)行完眉厨，這個NSObject對象就會被release了。但有些時候孵户，比如從工廠方法返回對象時萧朝，并不希望對象在超出作用域后立即release，這就需要通過AutoreleasePool來實(shí)現(xiàn)延届。

AutoreleasePool的基本介紹

AutoreleasePool（自動釋放池）是OC中的一種內(nèi)存管理機(jī)制剪勿，它持有釋放池里的對象的所有權(quán)贸诚，在自動釋放池銷毀時方庭，統(tǒng)一給所有對象發(fā)送一次release消息。通過這個機(jī)制酱固，可以延遲對象的釋放械念。

• 延遲釋放

UIImage *img = [UIImage imageNamed:@"xxxx.png"];

這個UIImage對象是在類方法imageNamed里創(chuàng)建完后再返回，對象的所有權(quán)歸方法持有运悲，如果不延遲釋放龄减，在方法結(jié)束時對象就被釋放了，返回的就為nil班眯。因此希停，需要將對象先加入AutoreleasePool，所有權(quán)歸自動釋放池持有署隘，只有自動釋放池銷毀時才釋放宠能，這樣UIImage對象才能在方法結(jié)束后正常返回。

AutoreleasePool的創(chuàng)建方式

通常使用@autoreleasepool {}代碼塊來手動創(chuàng)建一個自動釋放池

@autoreleasepool {
    //這里創(chuàng)建自動釋放的對象磁餐，創(chuàng)建的對象會被加入到AutoreleasePool對象里
    ... ...
}

這個代碼塊等價于

{
    //創(chuàng)建一個AutoreleasePool對象
    __AtAutoreleasePool *atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush(); 
    
    //這里創(chuàng)建自動釋放的對象违崇，創(chuàng)建的對象會被加入到AutoreleasePool對象里
    ... ...    

   //給所有自動釋放的對象發(fā)送一次release消息，并銷毀AutoreleasePool對象
   objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj)
}

`{}`表示AutoreleasePool對象的作用域

代碼塊的實(shí)現(xiàn)邏輯如下：

• 先通過調(diào)用objc_autoreleasePoolPush函數(shù)來創(chuàng)建一個AutoreleasePool對象诊霹。
• 然后給在代碼塊里創(chuàng)建的每個自動釋放的對象發(fā)送一個autorelease消息羞延，將這些自動釋放的對象加入到AutoreleasePool對象里。
• 最后在AutoreleasePool對象將要銷毀時脾还，通過調(diào)用objc_autoreleasePoolPop函數(shù)給池中每個自動釋放的對象發(fā)送一次release消息伴箩，再銷毀AutoreleasePool對象。

注意區(qū)分AutoreleasePool對象和自動釋放的對象鄙漏，AutoreleasePool對象指的是實(shí)例化的一個自動釋放池（本質(zhì)也是對象）嗤谚，而 自動釋放的對象是指被加入到這個池中的對象。
AutoreleasePool的原理可閱讀后面的底層分析一文泥张。

AutoreleasePool在Runloop中的創(chuàng)建和銷毀

通常情況下呵恢，在平時開發(fā)中不需要手動創(chuàng)建自動釋放池，因?yàn)?code>Runloop會自動創(chuàng)建和銷毀AutoreleasePool對象媚创。

如上圖所示渗钉，AutoreleasePool在Runloop中的創(chuàng)建和銷毀的過程如下:

• App啟動后，系統(tǒng)在主線程RunLoop里注冊了兩個Observer，其回調(diào)都是_wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()鳄橘。

• 第一個Observer監(jiān)視一個事件：

  • Entry（即將進(jìn)入Loop）：調(diào)用objc_autoreleasePoolPush來創(chuàng)建自動釋放池声离。

• 第二個Observer監(jiān)視了兩個事件：

  • Before waiting（準(zhǔn)備進(jìn)入休眠）：先調(diào)用objc_autoreleasePoolPop銷毀舊的自動釋放池，再調(diào)用objc_autoreleasePoolPush創(chuàng)建一個新的自動釋放池瘫怜。
  • Exit（即將退出Loop）：調(diào)用objc_autoreleasePoolPop銷毀自動釋放池术徊。

• 第一個observe的order是-2147483647，優(yōu)先級最高鲸湃，保證創(chuàng)建釋放池發(fā)生在其他所有回調(diào)之前赠涮。
  第二個Observer的order是2147483647，優(yōu)先級最低暗挑，保證銷毀自動釋放池發(fā)生在其他所有回調(diào)之后笋除。

也就是說，在一個RunLoop事件開始的時候會自動創(chuàng)建一個AutoreleasePool炸裆，在事件結(jié)束時再自動銷毀垃它。上面舉例的imageNamed方法內(nèi)部創(chuàng)建的對象也是加入到主線程RunLoop創(chuàng)建的AutoreleasePool中實(shí)現(xiàn)延遲釋放的。因此烹看，通常在開發(fā)中不需要開發(fā)者自己創(chuàng)建AutoreleasePool国拇。

手動創(chuàng)建AutoreleasePool的場景

雖然Runloop會自動創(chuàng)建和銷毀自動釋放池，但在有些情況下還是需要手動創(chuàng)建AutoreleasePool惯殊。蘋果官方文檔建議在下面這三種情況下可能需要開發(fā)者創(chuàng)建自動釋放池：

• 編寫不基于UI框架的程序酱吝，例如命令行工具。

  這一點(diǎn)的原因不是特別清楚靠胜，猜測是不基于UI框架的程序掉瞳，可能不響應(yīng)用戶事件，導(dǎo)致不自動創(chuàng)建和銷毀自動釋放池浪漠。

• 編寫一個創(chuàng)建大量臨時對象的循環(huán)陕习。

  在循環(huán)內(nèi)使用自動釋放池塊可以在下一次迭代之前釋放這些對象，有助于減少應(yīng)用程序的最大內(nèi)存占用址愿，即降低內(nèi)存峰值该镣。

• 編寫非Cocoa程序時創(chuàng)建子線程。

  Cocoa程序中的每個線程都維護(hù)自己的自動釋放池塊堆棧响谓。而編寫一個非Cocoa程序损合，比如Foundation-only program，這時如果創(chuàng)建了子線程娘纷，若不手動創(chuàng)建自動釋放池嫁审，自動釋放的對象將會堆積得不到釋放，導(dǎo)致內(nèi)存泄漏赖晶。

這里就第二個場景舉例律适，來說明在循環(huán)內(nèi)使用AutoreleasePool對于降低內(nèi)存峰值的作用辐烂。

//情況一：循環(huán)內(nèi)不使用AutoreleasePool
for (int i = 0; i<1000000; i++) {

    NSString *string = [NSString stringWithFormat:@"%@", @"0123456789"];
    NSLog(@" ==== %p", string);
}

//情況二：循環(huán)內(nèi)使用AutoreleasePool
for (int i = 0; i<1000000; i++) {

    @autoreleasepool {

        NSString *string = [NSString stringWithFormat:@"%@", @"0123456789"];
        NSLog(@" ==== %p", string);
    }
}

分別運(yùn)行上面兩種情況可以看到，在循環(huán)過程中捂贿，第一種情況的內(nèi)存占用一直在增加纠修，第二種情況的內(nèi)存不會增加。這是因?yàn)椋?/p>

• 情況一：循環(huán)過程中厂僧，創(chuàng)建的NSString對象一直在堆積扣草，只有在循環(huán)結(jié)束才一起釋放，所以內(nèi)存一直在增加颜屠。
• 情況二：每一次迭代中都會創(chuàng)建并銷毀一個AutoreleasePool辰妙，而每一次創(chuàng)建的NSString對象都會加入到AutoreleasePool中，所以在每次AutoreleasePool銷毀時汽纤，NSString對象就會被釋放上岗，這樣內(nèi)存就不會增加。

這個場景中AutoreleasePool是通過立即釋放對象來降低內(nèi)存峰值蕴坪，而前面又說自動釋放池用來延遲對象的釋放，這兩者其實(shí)不矛盾敬锐，本質(zhì)是一樣的背传，都是在自動釋放池銷毀時調(diào)用objc_autoreleasePoolPop來釋放池中的對象。只不過調(diào)用的時機(jī)不同台夺，這里的@autoreleasepool {}是在超出自己的作用域時就調(diào)用函數(shù)來銷毀径玖，而前面的是在Runloop休眠或退出時才調(diào)用函數(shù)來銷毀，所以調(diào)用的時機(jī)不同颤介，才會實(shí)現(xiàn)立即或者延遲釋放的目的梳星。

@autoreleasepool {}的作用域指的就是前面提到的{}，是AutoreleasePool對象的作用域滚朵。

哪些對象可以被添加到自動釋放池冤灾？

在MRC模式下，只要給對象發(fā)送autorelease消息辕近，這個對象就會被添加到自動釋放池韵吨。但在ARC模式下，是由編譯器自動給對象發(fā)送autorelease消息移宅，且不會給所有的對象都發(fā)送归粉，只會給被編譯器識別為自動釋放的對象發(fā)送。一般來說漏峰，使用類方法（工廠方法）實(shí)例化的對象才是自動釋放的對象糠悼，才能被添加到自動釋放池，而使用new浅乔、alloc倔喂、copy關(guān)鍵字生成的對象和retain了的對象，不會被添加到自動釋放池中。

• 以UIImage對象為例

for (int i = 0; i<1000000; i++) {

    @autoreleasepool {

        //1.自動釋放的對象滴劲，需要被添加到自動釋放池中
        UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"test.png"];
        
        //2.非自動釋放的對象攻晒，不能被添加到自動釋放池中
        UIImage *image = [[UIImage alloc] init];
        
        NSLog(@" ==== image = %p", image);
    }
}

分別運(yùn)行上面兩種情況，第一種情況內(nèi)存不會增加班挖，第二種情況內(nèi)存會增加鲁捏。第二種情況雖然在@autoreleasepool {}中創(chuàng)建對象，但由于不是自動釋放的對象萧芙，所以還是不能被添加到AutoReleasePool中给梅，只能在循環(huán)結(jié)束一起釋放。因此双揪，在ARC模式下动羽，只有自動釋放的對象才能被添加到AutoReleasePool中，非自動釋放的對象在超出作用域時會被立即釋放渔期。

需要注意的是运吓，自動釋放的對象如果沒有被添加到AutoReleasePool中，就會產(chǎn)生內(nèi)存泄露疯趟。

總結(jié)

總得來說拘哨，關(guān)于AutoreleasePool的基本概念可以歸納以下幾點(diǎn)：

• AutoreleasePool（自動釋放池）持有釋放池里的對象的所有權(quán)，在自動釋放池銷毀時信峻，統(tǒng)一給所有對象發(fā)送一次release消息倦青。
• 在一個RunLoop事件開始的時候會自動創(chuàng)建一個AutoreleasePool，在事件結(jié)束時再自動銷毀产镐，這樣可以延遲對象的release踢步。
• 也可以使用@autoreleasepool {}來手動創(chuàng)建自動釋放池逃糟，在循環(huán)中使用可以立即釋放對象，降低內(nèi)存峰值。
• 在MRC模式下玩敏，只要給對象發(fā)送autorelease消息织阳，這個對象就會被添加到自動釋放池唧躲。
• 在ARC模式下，一般來說，使用類方法（工廠方法）實(shí)例化的對象才是自動釋放的對象审姓，才能被添加到自動釋放池凭疮。自動釋放的對象如果沒有被添加到AutoReleasePool中寞肖，就會產(chǎn)生內(nèi)存泄露觅赊。
• 在ARC中，自動釋放的對象由編譯器自主識別并發(fā)送autorelease消息，添加到AutoReleasePool中紫岩。