简介
自动释放池（autoreleasepool）是OC的一种内存自动回收机制。正常情况下，创建的变量超出作用域时释放，自动释放池可以延迟对象的释放。
原理
OC代码
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
使用clang命令将OC代码重写成C++
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m
C++代码
int main(int argc, char * argv[]) {
/* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
return UIApplicationMain(argc, argv, __null, NSStringFromClass(((Class (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("AppDelegate"), sel_registerName("class"))));
}
}
__AtAutoreleasePool实际是一个结构体，内部首先执行objc_autoreleasePoolPush()，然后在调用objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj)
struct __AtAutoreleasePool {
**构造函数，在创建结构体时调用**
__AtAutoreleasePool() {
atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
}
**析构函数，在结构体销毁的时候调用**
~__AtAutoreleasePool() {
objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
}
void * atautoreleasepoolobj;
};
objc4-818源码
源码中可以看出，objc_autoreleasePoolPush()函数内调用了AutoreleasePoolPage的push()方法，objc_autoreleasePoolPop()则调用了AutoreleasePoolPage的pop()方法。
也就是说，需要Autorelease的对象，都是由AutoreleasePoolPage对象来管理的。
void *
objc_autoreleasePoolPush(void)
{
return AutoreleasePoolPage::push();
}
void
objc_autoreleasePoolPop(void *ctxt)
{
AutoreleasePoolPage::pop(ctxt);
}
AutoreleasePoolPage对象源码：
class AutoreleasePoolPage;
struct AutoreleasePoolPageData
{
#if SUPPORT_AUTORELEASEPOOL_DEDUP_PTRS
struct AutoreleasePoolEntry {
uintptr_t ptr: 48;
uintptr_t count: 16;
static const uintptr_t maxCount = 65535; // 2^16 - 1
};
static_assert((AutoreleasePoolEntry){ .ptr = MACH_VM_MAX_ADDRESS }.ptr == MACH_VM_MAX_ADDRESS, "MACH_VM_MAX_ADDRESS doesn't fit into AutoreleasePoolEntry::ptr!");
#endif
////用来校验AutoreleasePoolPage的结构是否完整
magic_t const magic; //16字节
//下次新添加的autoreleased对象的位置，初始化时指向begin()
__unsafe_unretained id *next;//8字节
//当前线程
pthread_t const thread;//8字节
//指向父节点，即上一个页面，第一个页面的parent值为nil
AutoreleasePoolPage * const parent;//8字节
//指向子节点，即下一个页面，最后一个页面的child值为nil
AutoreleasePoolPage *child;//8字节
//表示页面深度，从0开始，往后递增1
uint32_t const depth; //4字节
//high water mark，表示最大入栈数量标记
uint32_t hiwat;
//初始化
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)
{
}
};
一个AutoreleasePoolPage对象占用4096字节内存，除了存放自己内部变量以外，剩下的内存空间就用来存放需要Autorelease的对象地址。
所有AutoreleasePoolPage对象都是以栈为节点通过双向链表的形式连接在一起
AutoreleasePool是由多个AutoreleasePoolPage对象组成的，以双向链表组成，其中parent指针指向上一个AutoreleasePoolPage对象，child指针指向下一个AutoreleasePoolPage对象，如下图：
AutoreleasePoolPage管理Autorelease对象的过程
AutoreleasePoolPage对象中的next指针指向下一个能存放Autorelease对象地址的区域。上文讲到，
push()调用时，内部会将一个POOL_BOUNDARY哨兵入栈，并返回其存放的内存地址，然后next指针指向POOL_BOUNDARY后面第一个内存地址。（POOL_BOUNDARY作用应该是起到标记的作用）-
当有
Autorelease对象入栈时，会存放在next指针指向的内存空间，然后next指针指向Autorelease对象地址后面的内存空间
如下图：
当前的
AutoreleasePoolPage对象存放满了，就会创建新的AutoreleasePoolPage对象，用来存放Autorelease对象。但自动释放池结束时，会调用
objc_autoreleasePoolPop()函数，然后调用AutoreleasePoolPage的pop()方法，在pop()方法内部会通过next指针找到最后一个入栈的Autorelease对象，开始发送release消息进行释放，直到找到POOL_BOUNDARY为止，这样释放池里面的Autorelease对象就能全部释放。
Autorelease对象添加过程
当我们调用autorelease方法时，底层做了哪些操作
**autorelease 函数内部实现**
- (id)autorelease {
return ((id)self)->rootAutorelease();
}
rootAutorelease内部实现
id _objc_rootAutorelease(id obj)
{
assert(obj);
return obj->rootAutorelease();
}
inline id
objc_object::rootAutorelease()
{
if (isTaggedPointer()) return (id)this;
if (prepareOptimizedReturn(ReturnAtPlus1)) return (id)this;
return rootAutorelease2();
}
rootAutorelease2函数内部实现
id objc_object::rootAutorelease2()
{
assert(!isTaggedPointer());
return AutoreleasePoolPage::autorelease((id)this);
}
AutoreleasePoolPage 对象的autorelease 函数实现
public:
static inline id autorelease(id obj)
{
assert(obj);
assert(!obj->isTaggedPointer());
id *dest __unused = autoreleaseFast(obj);
assert(!dest || dest == EMPTY_POOL_PLACEHOLDER || *dest == obj);
return obj;
}
autoreleaseFast 函数内部实现
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);
}
}
通过源码可以看到，当调用autorelease方法时：
- 底层调用
rootAutorelease函数，然后调用rootAutorelease2函数，然后调用AutoreleasePoolPage对象的autorelease方法 -
AutoreleasePoolPage对象的autorelease方法调用autoreleaseFast函数，函数内将Autorelease对象添加到AutoreleasePoolPage中。
自动释放池释放时机
系统自动释放
自动释放池寄生于Runloop：程序启动后，主线程会注册两个Observer，回调都是_wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()
1、监测Enter（即将进入Loop）状态，回调内会调用_objc_autoreleasePoolPush()创建自动释放池，优先级最高。
2、监测BeforeWaiting（准备进入休眠）和Exit（即将推出Loop）。BeforeWaiting时调用_objc_autoreleasePoolPop()和 _objc_autoreleasePoolPush() 释放旧的池并创建新池；Exit时_objc_autoreleasePoolPop() 来释放自动释放池；优先级最低。
总结：
- 程序启动时，
Runloop启动，创建第一个自动释放池，事件优先级最高。 Runloop即将进入休眠时，清理需要释放的对象，调用pop()，事件优先级最低。Runloop退出时，销毁最后一个自动释放池。Runloop休眠时会释放旧的并创建新的自动释放池。
手动释放
当特定场景时我们自己创建自动释放池时，在当前作用域大括号结束时释放。
手动使用AutoreleasePool场景
- 写给予命令行的程序时，就是没有UI框架；
- 写循环，循环里边包含了大量临时创建的对象；
- 创建了新的线程；
- 长时间在后台运行的任务
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