autorelease 自动释放池原理

autorelease 实现原理

自动释放池是使用一个双向链表的形式来管理需要该释放的对象。

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc -arc -fobjc-runtime=ios-8.0.0 main.m 中间代码指令代码
可以看到@autoreleasepool{}最终转换为__AtAutoreleasePool的结构体

  • __AtAutoreleasePool
//自动释放池结构体
struct __AtAutoreleasePool {
  __AtAutoreleasePool()  //构造函数:创建的时候调用
{atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}

  ~__AtAutoreleasePool() //析构函数:释放的时候调用
 {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}

  void * atautoreleasepoolobj;
};

  • AutoreleasePoolPage
    通过源码我们可以看到用释放池的是用AutoreleasePoolPage这个类来管理的。
class AutoreleasePoolPage {
    magic_t const magic;
    id *next;
    pthread_t const thread;
    AutoreleasePoolPage * const parent;
    AutoreleasePoolPage *child;
    uint32_t const depth;
    uint32_t hiwat;
    ...
}

每个AutoreleasePoolPage对象占用4096个字节,除了存放自己内部的成员变量之外,剩下的空间来存放autorelease对象的地址
所有的AutoreleasePoolPage对象通过双向链表的连接在一起。


链表示意图

其中0x1038~0x2000就是用来存放需要释放的对象。


从__AtAutoreleasePool结构我们可以看出,在@autoreleasepool大括号开头就会调用objc_autoreleasePoolPush()并返回一个对象地址,在大括号结尾处调用objc_autoreleasePoolPop()方法,传入返回的对象。

  __AtAutoreleasePool() {atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}
  ~__AtAutoreleasePool() {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}

当执行objc_autoreleasePoolPush()的时候,自动释放池会创建一个AutoreleasePoolPage从begin处开始压栈一个POOL_BOUNDARY(分界处)放入page中,代码中没执行一次autorelease对象,会将此对象的地址依次压栈,然后id*next指向下一个可以压找的地址(并不是下一页的地址,而是当前页的下一个空格地址)。
当执行objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj)的时候,因为第一次压栈就是这个POOL_BOUNDARY的地址,所以出栈的时候倒序依次执行对象的release,最后执行到POOL_BOUNDARY的时候停止。


多层嵌套

extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void)
此函数是未开源的系统函数,可以查看对象释放的情况。此处是C语言声明。

@autoreleasepool {  //ret1 = objc_autoreleasePoolPop()
        JWPerson * p1 = [[JWPerson new]autorelease];
         //_objc_autoreleasePoolPrint(); 观测释放情况
        @autoreleasepool { //ret2 = objc_autoreleasePoolPop()
           for (int i = 0; i< 600; i++) {
                JWPerson * p2 = [[JWPerson new]autorelease];
            }
           //_objc_autoreleasePoolPrint();  观测释放情况
            @autoreleasepool { ////ret3 = objc_autoreleasePoolPop()
                JWPerson *p3 = [[JWPerson new]autorelease];
            } //objc_autoreleasePoolPop(ret3)
          _objc_autoreleasePoolPrint();  观测释放情况
        }  //objc_autoreleasePoolPop(ret2)
    } // //objc_autoreleasePoolPop(ret3)

当多个autoreleasepool嵌套的时候,原理就是每次 碰到@autoreleasepool 就会将一个POOL_BOUNDARY(分界)压入栈中,然后依次将autorelease对象放入,当执行完的时候调用pop方法,依次执行对象的release方法,挨个释放,执行到POOL_BOUNDARY就停止。


嵌套示意图

autorelease对象 会在什么时机被调用release(MRC环境)

  • 如果不是mian函数的@autoreleasepool(自定义的释放池),在大括号结束的时候会被调用release
  • 是由RunLoop来管理释放的,他可能在某次RunLoop循环中,休眠之前进行释放。
    从下方源码我们可以看出,runloop的observers监听中会调用_wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler方法,这个方法会对对象进行release操作。
    activities 参数是:runloop的模式,
    0x1:kCFRunLoopEntry;
    0xa0:kCFRunLoopBeforeWaiting | kCFRunLoopExit
    在runloop中当前运行的过程中,进入会触发pool的push()操作,当休眠之前先进行pop()之后接着进行一次push(),然后等待下次循环休眠之前,在pop()、push(),如果期间有退出runloop会执行pop(),总之会让pool配对,最终进行释放。
observers = (
    "<CFRunLoopObserver 0x60400012af00 [0x104433c80]>{valid = Yes, activities = 0x1, repeats = Yes, order = -2147483647, callout = _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler (0x1045e1d92), context = <CFArray 0x604000450260 [0x104433c80]>{type = mutable-small, count = 1, values = (\n\t0 : <0x7ff3a2002048>\n)}}",
    "<CFRunLoopObserver 0x60400012ae60 [0x104433c80]>{valid = Yes, activities = 0xa0, repeats = Yes, order = 2147483647, callout = _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler (0x1045e1d92), context = <CFArray 0x604000450260 [0x104433c80]>{type = mutable-small, count = 1, values = (\n\t0 : <0x7ff3a2002048>\n)}}"

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), //1
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), //2
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), //4
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), //32
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), //64
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7), //128
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};

局部变量出了作用域会立即释放么?

  1. MRC下,出了作用域不会立即释放,会等待当前runloop循环到pop()操作的时候才会进行释放。
    2.ARC下,在出作用域之前会调用每个局部对象的release操作,所以在ARC下局部变量会立即被释放。

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