高效编写代码的方法(二十五):Autorelease Pool使用

Autorelease Pool

简单来讲,池内的对象在autorelease pool释放时收到release消息。
两个注意点:

  • 不是立即发送release消息给池内所有对象
  • 仅仅发送release消息,即引用计数-1,而不是直接释放
    创建autorelease pool代码如下:
@autoreleasepool {
      //Something…
}

通常来说,我们不需要自己使用autorelease pool。系统创建的线程,比如main thread 或者使用GCD创建的线程都会内含一个autorelease pool,该pool在每次完成一次事件循环后就会释放。
举个例子,在iOS程序的入口main中有一段autorelease pool :

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

技术上来说,这一段autorelease pool是没有必要的。因为在程序结束的时候,系统会将所有该程序用到的内存都清空。但是如果这里不写autorelease pool,那些被系统自动释放的对象没有池子可以装载,将会打印很多警告信息。所以这个main函数中的autorelease pool可以看做是总的外部,用作最后看守的池子。

Autorelease Pool作用区域

@autoreleasepool { 
       //Something…
}
池子就在两个花括号之间,因此池子中的对象在右半个花括号结束时就会随着池子的销毁接收到release消息。
简单来说,它的作用区域就是花括号之间。(简单来说而已,并不准确,详细见下文)

Autorelease Pool可以进行嵌套。
比如:

   @autoreleasepool {
        NSString *string = [NSString stringWithFormat:@"1= %i",1];
        @autoreleasepool {
            NSNumber *number = [NSNumber numberWithInt:1];
        }
    }

以上例子中,string归第一个autorelease pool 管理,number归第二个autorelease pool管理。
这种形式的autorelease pool嵌套可以用来更好控制内存而不超过App的内存阈值。

Autorelease pool用法

先来看这段代码

    for (int i = 0; i < 100000 ; i++) {
        [self doSomethingWithInt:i];
    }

如果方法doSomethingWithInt:中会创建一些临时的对象,虽然线程会包含一个autorelease pool,这些100000个对象会创建在这个autorelease pool中,并随着池子的销毁而释放,但是以上代码中,池子的销毁需要等待线程的下一个事件循环,也就是这段for循环结束才会销毁。因此所带来的后果就是这段代码一执行,内存就会飙升,然后突然之间回落。

这种情况当然不理想,这些临时对象我们之后不会再使用到,再者如果循环次数更多,内存开销也会随之变得非常大。
再看一段代码,模拟从数据库获取数据:

NSArray *databaseRecords = /* ... */;
NSMutableArray *people = [NSMutableArray new];
for (NSDictionary *record in databaseRecords)  {
    EOCPerson *person = [[EOCPerson alloc] initWithRecord:record];
    [people addObject:person];
}

这种情况更贴近项目的真实情况,如果EOCPerson中init方法也会创建很多临时对象的话,那么最好在循环中使用autorelease pool,这样这些临时对象就会释放的比较及时:

NSArray *databaseRecords = /* ... */;
NSMutableArray *people = [NSMutableArray new];
for (NSDictionary *record in databaseRecords)  {
    @autoreleasepool {
        EOCPerson *person = [[EOCPerson alloc] initWithRecord:record];
        [people addObject:person];
    }
}

一种理解Autorelease pool的方式

你可以把这些autorelease pool当做存在栈里的,当一个autorelease pool被创建的时候,它被压到栈顶,销毁的时候也从栈里pop出来。当一个对象要被autorelease的手,它被放入栈顶的pool中。
使用autorelease pool不会引来太多开销,但是也是存在开销,所以有些不必要使用的地方也要避免使用,没必要。

MRC下的Autorelease Pool

在MRC下,有一个类叫NSAutoreleasePool,写法不过多介绍。作用和ARC下的Autorelease Pool是一样的,不过相比之下显得语法麻烦和不安全了。
举个例子:

    NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
    id object = [self createAnObject];
    [pool drain];
    [self useObject:object]

这样的写法明显是错误的,因为池子销毁,对象已经释放了。但是这个反例子很好的说明了NSAutoreleasePool 的不安全性。

在ARC下,因为括号的限制,编译器就会直接给这种情况报错:

    @autoreleasepool {
        id object = [self createAnObject];
    }
    [self useObject:object];

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以上内容为翻译和整理内容,以下为相关自己学习的内容及资料:

  • 1 什么样的情况需要自己创建autorelease pool
    首先还是搞清楚autoreleasepool什么时候会是系统自动创建的,如上文所示

通常来说,我们不需要自己使用autorelease pool。系统创建的线程,比如main thread 或者使用GCD创建的线程都会内含一个autorelease pool,该pool在每次完成一次事件循环后就会释放。
具体点来说,Runloop下会自动创建,机制如图:

Runloop下的autorel pool

那什么是一个Runloop呢? 一个UI事件,Timer call, delegate call, 一个鼠标事件,键盘按下(MAC OSX),或者iphone上的触摸事件,异步http连接下后当接收完数据时,都会是一个新的Runloop。
来源:autorelease使用注意事项

回归问题,什么样的线程需要自己创建autorelease pool。
根据Advanced Memory Management Programming Guide 的说法,三种情况:

1、If you spawn a secondary thread. *(开启子线程)
2、If your application or thread is long-lived and potentially generates a lot of autoreleased objects, you should use autorelease pool blocks.(创建大量临时对象,上文已经说过这种情况)
3、If your detached thread does not make Cocoa calls, you do not need to use an autorelease pool block. (创建的线程如果没有Cocoa调用,不需要使用autoreleasepool,这里不太理解,可能就是上文GCD不需要使用autoreleasepool的原因所在)
来源:多线程中的 autoreleasepool

  • 2 autorelease pool 中的对象什么时候会收到release消息
    上文只是简单的说,花括号结束之后就会触发release。实际情况是根据一次时间循环结束后(一个UI事件,Timer call, delegate call...),一般都比较短,但是有些时候比如异步网络请求之类的就会长点。
    具体可以看Objective-C Autorelease Pool 的实现原理加深理解。

  • 3 autorelease pool 原理
    书中并没有介绍,网上找了几篇文章可以看一看

自动释放池的前世今生 ---- 深入解析 autoreleasepool
Objective-C Autorelease Pool 的实现原理
黑幕背后的Autorelease

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