ios内存管理(四):Autorelease技术

  前面章节提到内存释放时,经常会说到当超出变量作用域时,变量会被“自动”释放,其实这只是为了更加简单的说明这个过程。实际上,在ARC模式下是系统帮你自动插入了相应的release逻辑。这个流程有没有什么问题呢?
  请看如下代码:

-(NSObject *)objFactory() {
    NSObject *obj = [[NSObject alloc];
    return obj;
}

  这个函数生成了一个NSObject对象,并作为了返回值。那么在超出函数作用域前,要不要插入[obj release]呢?怎么样都不合适,如果插入,该函数的caller若用weak指针持有函数返回值,马上会将其置为nil;如果不插入,caller可能不知道要release这个对象,又会造成内存泄露。

  为了解决这个问题,引入了一个非常重要的技术,就是Autorelease。简单来讲,就是用autorelease来代替release,将要释放的对象先放入一个“释放池”,而不是马上释放。这个自动释放池,就是AutoreleasePool。

  AutoreleasePool是OC中的一种内存自动回收机制,它可以延迟加入AutoreleasePool中的变量release的时机。在正常情况下,创建的变量会在超出其作用域的时候release,但是如果将变量加入AutoreleasePool,那么release将延迟执行。

  AutoreleasePool是如何实现的呢?一个线程对应有一个Autoreleasepool,其结构是一个指针栈。栈中存放的指针指向加入需要release的对象或者POOL_SENTINEL(哨兵对象,用于分隔Autoreleasepool)。栈中指向POOL_SENTINEL的指针就是Autoreleasepool的一个标记。当Autoreleasepool进行出栈操作,每一个比这个哨兵对象后进栈的对象都会release。这个栈是由一个以page为节点双向链表组成,page根据需求进行增减。Autoreleasepool对应的线程存储了指向最新page(也就是最新添加autorelease对象的page)的指针。

  AutoreleasePoolPage的结构如下:

    magic_t const magic; // 魔数,校验用
    id *next; // 栈顶指针
    pthread_t const thread; // 当前线程
    AutoreleasePoolPage * const parent; // 父节点
    AutoreleasePoolPage *child; // 子节点
    uint32_t const depth; // 链表节点的个数
    uint32_t hiwat; // high water mark(最高水位标记)

  下面来看AutoreleasePool的几个关键函数实现:

   static inline void *push() 
    {
        id *dest;
        if (DebugPoolAllocation) {    // 区别调试模式
            // Each autorelease pool starts on a new pool page.
            // 调试模式下将新建一个链表节点,并将一个哨兵对象添加到链表栈中
            dest = autoreleaseNewPage(POOL_SENTINEL);
        } else {
            dest = autoreleaseFast(POOL_SENTINEL);    // 添加一个哨兵对象到自动释放池的链表栈中
        }
        assert(*dest == POOL_SENTINEL);
        return dest;
    }
    static inline id *autoreleaseFast(id obj)
    {
        AutoreleasePoolPage *page = hotPage();    // 获取最新的page(即链表上最新的节点)
        if (page && !page->full()) {
            return page->add(obj);    // 在这个page存在且不满的情况下,直接将需要autorelease的对象加入栈中
        } else if (page) {
            return autoreleaseFullPage(obj, page);    // 在这个page已经满了的情况下,新建一个page并将obj对象放入新的page(即入栈)
        } else {
            return autoreleaseNoPage(obj);    // 在没有page的情况下,新建一个page并将obj对象放入新的page(即入栈)
        }
    }
    id *add(id obj)   // 入栈操作
    {
        assert(!full());
        unprotect();    // 解除保护
        id *ret = next;  // faster than `return next-1` because of aliasing
        *next++ = obj;    // 将obj入栈到栈顶并重新定位栈顶
        protect();    // 添加保护
        return ret;
    }

    static inline void pop(void *token)   // token指针指向栈顶的地址
    {
        AutoreleasePoolPage *page;
        id *stop;

        page = pageForPointer(token);   // 通过栈顶的地址找到对应的page
        stop = (id *)token;
        if (DebugPoolAllocation  &&  *stop != POOL_SENTINEL) {
            // This check is not valid with DebugPoolAllocation off
            // after an autorelease with a pool page but no pool in place.
            _objc_fatal("invalid or prematurely-freed autorelease pool %p; ", 
                        token);
        }

        if (PrintPoolHiwat) printHiwat();   // 记录最高水位标记

        page->releaseUntil(stop);   // 从栈顶开始操作出栈,并向栈中的对象发送release消息,直到遇到第一个哨兵对象

        // memory: delete empty children
        // 删除空掉的节点
        if (DebugPoolAllocation  &&  page->empty()) {
            // special case: delete everything during page-per-pool debugging
            AutoreleasePoolPage *parent = page->parent;
            page->kill();
            setHotPage(parent);
        } else if (DebugMissingPools  &&  page->empty()  &&  !page->parent) {
            // special case: delete everything for pop(top) 
            // when debugging missing autorelease pools
            page->kill();
            setHotPage(nil);
        } 
        else if (page->child) {
            // hysteresis: keep one empty child if page is more than half full
            if (page->lessThanHalfFull()) {
                page->child->kill();
            }
            else if (page->child->child) {
                page->child->child->kill();
            }
        }
    }
    static inline id autorelease(id obj)
    {
        assert(obj);
        assert(!obj->isTaggedPointer());
        id *dest __unused = autoreleaseFast(obj);   //  添加obj对象到自动释放池的链表栈中
        assert(!dest  ||  *dest == obj);
        return obj;
    }

  加入AutoreleasePool的对象,会在[pool drain]的时候release。那么drain方法到底在什么时候调用呢?这里又引出了一个Runloop的概念。对于每一个Runloop, 系统会隐式创建一个Autorelease pool,这样所有的release pool会构成一个象CallStack一样的一个栈式结构,在每一个Runloop结束时,当前栈顶的Autorelease pool会被销毁,这样这个pool里的每个Object会被release。那什么是一个Runloop呢? 一个UI事件,Timer call, delegate call, 都会是一个新的Runloop。
  下一章,再详细研究Runloop到底是什么。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 159,458评论 4 363
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,454评论 1 294
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 109,171评论 0 243
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 44,062评论 0 207
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,440评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,661评论 1 219
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,906评论 2 313
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,609评论 0 200
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,379评论 1 246
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,600评论 2 246
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,085评论 1 261
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,409评论 2 254
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,072评论 3 237
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,088评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,860评论 0 195
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,704评论 2 276
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,608评论 2 270

推荐阅读更多精彩内容