AutoreleasePool 的总结
1.创建和释放时机问题
App启动后,苹果在主线程 RunLoop 里注册了两个 Observer,其回调都是 _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()
。
第一个 Observer 监视的事件是 Entry(即将进入Loop),其回调内会调用 _objc_autoreleasePoolPush()
创建自动释放池。其 order 是-2147483647,优先级最高,保证创建释放池发生在其他所有回调之前。
第二个 Observer 监视了两个事件: BeforeWaiting(准备进入休眠) 时调用_objc_autoreleasePoolPop()
和 _objc_autoreleasePoolPush()
释放旧的池并创建新池;Exit(即将退出Loop) 时调用 _objc_autoreleasePoolPop()
来释放自动释放池。这个 Observer 的 order 是 2147483647(2^31-1
),优先级最低,保证其释放池子发生在其他所有回调之后。
在主线程执行的代码,通常是写在诸如事件回调、Timer回调内的。这些回调会被 RunLoop 创建好的 AutoreleasePool 环绕着,所以不会出现内存泄漏,开发者也不必显示创建 Pool 了。
2.AutorealeasePool内部结构
是一条双向链表,每个节点都是一个AutoreleasePoolPage
3.AutoreleasePoolPage的结构
AutoreleasePoolPage 是一个 C++ 中的类:
class AutoreleasePoolPage {
magic_t const magic; //用于对当前AutoreleasePoolPage
完整性的校验
id *next; // 下一个可插入对象的可用地址,如果next
指向的地址加入一个object
,它就会如下图所示移动到下一个为空的内存地址中:
pthread_t const thread; // 当前的线程
AutoreleasePoolPage * const parent; // 父指针
AutoreleasePoolPage *child; // 子指针
uint32_t const depth;
uint32_t hiwat;
};
每一个自动释放池都是由一系列的 AutoreleasePoolPage
组成的,并且每一个 AutoreleasePoolPage
的大小都是 4096
字节(16 进制 0x1000)
4.POOL_BOUNDARY(哨兵对象)
也有人称作 POOL_SENTINEL
-
POOL_BOUNDARY 只是 nil
的别名,
- 在每个自动释放池初始化调用 objc_autoreleasePoolPush
的时候,都会把一个 POOL_BOUNDARY push 到自动释放池的栈顶,并且返回这个 POOL_BOUNDARY 哨兵对象。
5.objc_autoreleasePoolPush 方法
void *objc_autoreleasePoolPush(void) {
return AutoreleasePoolPage::push();
} static inline void *push() {
return autoreleaseFast(objc);
}
在这里会进入一个比较关键的方法 autoreleaseFast
,第一次传入哨兵对象 POOL_SENTINEL
:
static inline id *autoreleaseFast(id obj)
{
AutoreleasePoolPage *page = hotPage();
if (page && !page->full()) {//page没有满,就把obj对象加到page
return page->add(obj);
} else if (page) {
return autoreleaseFullPage(obj, page);
} else {
return autoreleaseNoPage(obj);
}
}
//有hotPage
并且当前page
已满
static id *autoreleaseFullPage(id obj, AutoreleasePoolPage *page) {
do {
if (page->child) page = page->child;
else page = new AutoreleasePoolPage(page);
} while (page->full()); setHotPage(page);
return page->add(obj);
}
//无hotPage
static id *autoreleaseNoPage(id obj) {
AutoreleasePoolPage *page = new AutoreleasePoolPage(nil);
setHotPage(page); if (obj != POOL_SENTINEL) {
page->add(POOL_SENTINEL);
} return page->add(obj);
上述方法分三种情况选择不同的代码执行:
- 有
hotPage
并且当前page
不满- 调用
page->add(obj)
方法将对象添加至AutoreleasePoolPage
的栈中
- 调用
- 有
hotPage
并且当前page
已满- 1.它会从传入的
page
开始遍历整个双向链表,查找到一个未满的AutoreleasePoolPage,
- 2.调用
autoreleaseFullPage
初始化一个新的页 - 调用
page->add(obj)
方法将对象添加至AutoreleasePoolPage
的栈中
- 1.它会从传入的
- 无
hotPage
调用 autoreleaseNoPage 创建一个 hotPage
如果obj == POOL_SENTINEL,则直接page->add(obj) 将对象添加至
AutoreleasePoolPage
的栈中- 如果obj != POOL_SENTINEL,则先加入POOL_SENTINEL哨兵对象,再调用
page->add(obj)
方法将对象添加至AutoreleasePoolPage
的栈中
最后的都会调用 page->add(obj)
将对象添加到自动释放池中。
hotPage
可以理解为当前正在使用的 AutoreleasePoolPage
。
6.objc_autoreleasePoolPop 方法
static inline void pop(void *token) {
AutoreleasePoolPage *page = pageForPointer(token);
id *stop = (id *)token; page->releaseUntil(stop); if (page->child) {
if (page->lessThanHalfFull()) {
page->child->kill();
} else if (page->child->child) {
page->child->child->kill();
}
}
}
该静态方法总共做了三件事情:
- 使用
pageForPointer
获取当前token(哨兵对象),
所在的AutoreleasePoolPage
- 调用
releaseUntil
方法释放栈中的对象,直到stop,
- 调用
child
的kill
方法
- pageForPointer 获取 AutoreleasePoolPage
pageForPointer
方法主要是通过内存地址的操作,获取当前指针所在页的首地址:
将指针与页面的大小,也就是 4096 取模,得到当前指针的偏移量,因为所有的 AutoreleasePoolPage
在内存中都是对齐的:
p = 0x100816048
p % SIZE = 0x48
result = 0x100816000
而最后调用的方法 fastCheck()
用来检查当前的 result
是不是一个 AutoreleasePoolPage
。
- releaseUntil 释放对象
它的实现还是很容易的,用一个 while
循环持续释放 AutoreleasePoolPage
中的内容,直到 next
指向了 stop(哨兵对象)
。
使用 memset
将内存的内容设置成 SCRIBBLE
,然后使用 objc_release
释放对象
- kill() 方法
函数releaseUntil
,它在释放的时候其实会一直顺着parent
往前释放,只到找到参数stop
传入的地址,也就是说可能一次性释放好几个page
。
- 当前
page
为空,直接kill掉当前page
,然后把parent
设置为hotpage
; - 当前
page
为空,而且没有parent
,kill掉当前page
,hotpage
置为空; - 当前
page
不为空,但是有child
,如果当前page
的空间占用不到一半,释放child
,如果当前page
的空间占用超过一半,且child
还有child
,直接释放这个孙子辈的page
。(对于第三步注释中的解释是:keep one empty child if page is more than half fully)
注意:
releaseUntil 做的工作是擦除AutoreleasePoolPage所占用的内存区域的内容(通过memset),但是并没有置空child或者parent指针
kill做的工作是置空已经被releaseUntil是放过的page的child的,也就是释放child所指向的AutoreleasePoolPage占用空间
if (page->lessThanHalfFull()) { page->child->kill();
}
当前page的空间占用少于一半,释放掉child page占用的空间
else if (page->child->child) {
page->child->child->kill();
}
当前page的空间占用超过一半的,因为很可能会满了,就不释放child page的占用空间了,为了预留一个child page,满了的话我们就不用创建一个page再置为自己的child了,但是只要预留一页就够了,所以释放掉child的child,也就是只保留page和page+1页
系统 C函数: 使用extern 可以调用其他类的c函数 extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void); 可以使用,用于打印autoreleasepool 存放的对象
参考博客:https://draveness.me/autoreleasepool/#AutoreleasePoolPage
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