理解Autoreleasepool
autoreleasepool分析
main函数是整个程序的入口，从我们一进入main 函数就会接触到autoreleasepool。
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
整个iOS应用都是包含在一个自动释放池block中。
使用clang -rewrite-objc对main.m编译之后我们会发现autoreleasepool@{}被转换成为一个__AtAutoreleasePool结构体
struct __AtAutoreleasePool {
__AtAutoreleasePool() {atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}
~__AtAutoreleasePool() {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}
void * atautoreleasepoolobj;
};
实际上，我们的main函数在工作时是这样的
int main(int argc, const char * argv[]) {
{
void * atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
}
return 0;
}
autoreleasepool的实际是调用objc_autoreleasePoolPush和objc_autoreleasePoolPop方法
AutoreleasePoolPage分析
objc_autoreleasePoolPush和objc_autoreleasePoolPop的实现：
void *objc_autoreleasePoolPush(void) {
return AutoreleasePoolPage::push();
}
void objc_autoreleasePoolPop(void *ctxt) {
AutoreleasePoolPage::pop(ctxt);
}
通过方法内部我们能看到，push和pop方法是对AutoreleasePoolPage两个方法的封装。
AutoreleasePoolPage是C++的一个类，定义如下：
class AutoreleasePoolPage {
magic_t const magic; //对当前AutoreleasePoolPage完整性的校验
id *next; //指向栈顶最新add进来的autorelease对象的下一个位置
pthread_t const thread; //当前类所在的线程
AutoreleasePoolPage * const parent; //指向上一个AutoreleasePoolPage
AutoreleasePoolPage *child; //指向下一个AutoreleasePoolPage
uint32_t const depth; //深度
uint32_t hiwat;
};
每一个自动释放池都是由一系列AutoreleasePoolPage组成的，每一个AutoreleasePoolPage大小都是4096字节。
自动释放池中的AutoreleasePoolPage 是以双向链表的形式连接起来的：
一个AutoreleasePoolPage的空间被占满的时候，会新建一个AutoreleasePoolPage对象，连接链表。
如果一个AutoreleasePoolPage初始化在内存的0x100816000 ~ 0x100817000中，那么他的结构就像这样：
0x100816038 ~ 0x100817000用来储存加入到自动释放池中的对象。
POOL_SENTINEL（哨兵对象）
上图中能够看到有一个哨兵对象，他本质就是nil。
#define POOL_SENTINEL nil
每当进行一次objc_autoreleasePoolPush 的时候，runtime会向当前的AutoreleasePoolPage中添加一个哨兵对象，值为nil，然后将这个哨兵对象的地址返回，被objc_autoreleasePoolPop(哨兵对象)当作入参。
int main(int argc, const char * argv[]) {
{
void * atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
//do some thing
objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
}
return 0;
}
atautoreleasepoolobj就是哨兵对象。
当方法objc_autoreleasePoolPop调用的时候，就会向自动释放池中的所有晚于autorelease对象发送一次release消息，从最新加入的对象一直向前清理，可以跨越多个page，一直到哨兵所在的page。并向回移动next指针到正确的位置。
objc_autoreleasePoolPush分析
objc_autoreleasePoolPush()
void *objc_autoreleasePoolPush(void) {
return AutoreleasePoolPage::push();
}
AutoreleasePoolPage 的类方法push
static inline void *push() {
return autoreleaseFast(POOL_SENTINEL);
}
这里会进入到一个方法autoreleaseFast，并且传入哨兵对象。
static inline id *autoreleaseFast(id obj)
{
AutoreleasePoolPage *page = hotPage();
if (page && !page->full()) {
return page->add(obj);
} else if (page) {
return autoreleaseFullPage(obj, page);
} else {
return autoreleaseNoPage(obj);
}
}
上面可以看到有一个hotpage，hotpage可以理解为当前正在使用的AutoreleasePoolPage，有三种执行情况：
- 有hotpage并且hotpage不满的时候，调用
page->add(obj)将对象加入AutoreleasePoolPage栈中。 - 有hotpage并且hotpage已满的时候，调用
autoreleaseFullPage，初始化新页，然后调用page->add(obj)将对象加入AutoreleasePoolPage栈中。 - 无hotpage的时候，调用
autoreleaseNoPage创建一个hotPage，然后调用page->add(obj)将对象加入AutoreleasePoolPage栈中。
objc_autoreleasePoolPop分析
objc_autoreleasePoolPop
void objc_autoreleasePoolPop(void *ctxt) {
AutoreleasePoolPage::pop(ctxt);
}
AutoreleasePoolPage的类方法pop(ctxt);
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();
}
}
}
这个方法主要做了三件事：
- 使用
pageForPointer获取当前token所在的AutoreleasePoolPage，就是哨兵对象所在的AutoreleasePoolPage。 - 调用
releaseUntil方法释放栈中的对象，一直到stop指针。 - 调用
child的kill方法。
小结
- 自动释放池实际上是调用了
AutoreleasePoolPage的push和pop方法向里面加入和释放对象。 AutoreleasePoolPage是以双向链表实现的。- 其中需要注意的是哨兵对象的含义以及push和pop方法的具体实现。
参考：
NSAutoreleasePool - Foundation | Apple Developer Documentation