autoreleasepool 原理解析

虽然在ARC时代我们可以完全不知道

Autorelease

就能管理好内存，但在了解

Objective-C

内存管理还是十分重要的，在阅读了书籍和一些干货并动手验证之后，决定总结

autoreleasePool

的实现。

什么是autorelease

autoreleasePool

如何实现需要先知道什么是

autorelease

？

autorelease

类似于C语言中Automatic
variable自动变量，程序执行时，若某自动变量超出其作用域，该自动变量将被自动废弃。

autorelease何时释放

面试时提问

Objective-C

内存管理基本都会问到

autorelease

何时释放,在没有使用

@autoreleasepool

的情况,

autorelease

对象是在当前的

runloop

迭代结束时释放。

每个runloop中都会创建一个

autoreleasepool

并在runloop迭代结束进行释放。

如果是手动创建

autoreleasepool

,自己创建Pool并释放：

1234567891011

// MRCNSAutoreleasePool *pool = [NSAutoreleasePool alloc] init]; id obj = [NSObject alloc] init];[obj autorelease];[pool drain]; // ARC@autoreleasepool { id obj = [NSObject alloc] init]; }

Apple

文档中提到：

1	@autoreleasepool blocks are more efficient than using an instance of NSAutoreleasePool directly; you can also use them even if you do not use ARC.

不管是

MRC

还是

ARC

最好使用@autoreleasepool
blocks。

@autoreleasepool

上面提到的使用

@autoreleasepool

来手动创建并释放

autorelease

@autoreleasepool

使用

clang

编译之后

1234	/* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; }

@autoreleasepool

被转转换成

__AtAutoreleasePool

结构体类型

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

struct __AtAutoreleasePool { __AtAutoreleasePool() { atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush(); } ~__AtAutoreleasePool() { objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj); } void * atautoreleasepoolobj; };

可以看到

__AtAutoreleasePool()

构造函数调用

objc_autoreleasePoolPush()

,

~__AtAutoreleasePool()

析构函数调用

objc_autoreleasePoolPop()

在

MRC

中我们使用

NSAutoreleasePool

来创建AutoreleasePool,那么相应的实现如下：

1234	NSAutoreleasePool *pool = [NSAutoreleasePool alloc] init];// 相当于调用构造函数也就是 objc_autoreleasePoolPush();[pool drain];// 相当于调用析构函数也就是 objc_autoreleasePoolPop(pool);

objc_autoreleasePoolPush

和

objc_autoreleasePoolPop

是什么呢？

objc_autoreleasePoolPush

和

objc_autoreleasePoolPop

实现需要从runtime源代码看到,文中的代码的是最新的

objc4-706.tar.gz

在

NSObject.mm

文件中：

NSObject.mm实际上是调用

AutoreleasePoolPage

的

push

和

pop

两个类方法

AutoreleasePoolPage

首先来看一下

AutoreleasePoolPage

这个类

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

# define EMPTY_POOL_PLACEHOLDER ((id*)1) # define POOL_BOUNDARY nil static pthread_key_t const key = AUTORELEASE_POOL_KEY; static uint8_t const SCRIBBLE = 0xA3; // 0xA3A3A3A3 after releasing static size_t const SIZE = #if PROTECT_AUTORELEASEPOOL PAGE_MAX_SIZE; // must be multiple of vm page size #else PAGE_MAX_SIZE; // size and alignment, power of 2 #endif static size_t const COUNT = SIZE / sizeof(id); magic_t const magic; id *next; pthread_t const thread; AutoreleasePoolPage * const parent; AutoreleasePoolPage *child; uint32_t const depth; uint32_t hiwat;

AutoreleasePoolPage

magic

检查校验完整性的变量

next

指向新加入的autorelease对象下一个位置如下图：





next

thread

page当前所在的线程

parent

父节点 指向前一个page

child

子节点 指向下一个page

depth

链表的深度，节点个数

hiwat

high water mark 数据容纳的一个上限

EMPTY_POOL_PLACEHOLDER

空池占位

POOL_BOUNDARY

是一个边界对象

nil

,之前的源代码变量名是

POOL_SENTINEL

哨兵对象,用来区别每个

page

即每个

AutoreleasePoolPage

边界

PAGE_MAX_SIZE

定义的大小在下图可以看到:





PAGE_MAX_SIZE

PAGE_MAX_SIZE

= 4096, 为什么是4096呢？其实就是虚拟内存每个扇区4096个字节,4K对齐的说法。

COUNT

一个

page

里对象数

在自动释放池中每一个

AutoreleasePoolPage

都是以双链表的形式连接起来的：





Pool

parent

指向前一个

page

,

child

指向下一个

page

push

push

每当自动释放池调用

objc_autoreleasePoolPush

时都会把边界对象放进栈顶,然后返回边界对象,用于释放。

1	atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();

atautoreleasepoolobj

就是返回的边界对象

push

就是压栈的操作,先加入边界对象然后添加A对象在边界对象之后,下一个B对象压入A对象之后,就像羽毛球筒放羽毛球一样

pop

pop自动释放池释放是传入

push

返回的边界对象,

1	objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);

然后将边界对象指向的这一页

AutoreleasePoolPage

内的对象释放

@End

总结:

自动释放池是一个个

AutoreleasePoolPage

组成的一个

page

是4096字节大小,每个

AutoreleasePoolPage

以双向链表连接起来形成一个自动释放池

pop

时是传入边界对象,然后对

page

中的对象发送

release

的消息

文章有什么理解不是很到位的希望指出

参考资料

《Objective-C高级编程:iOS与OS X多线程和内存管理》
自动释放池的前世今生 —- 深入解析 autoreleasepool
NSAutoreleasePool
黑幕背后的Autorelease