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(转)谈weak对象、对象缓存以及Tagged Pointer

(转)谈weak对象、对象缓存以及Tagged Pointer

作者: 指尖猿 | 来源:发表于2016-10-20 19:20 被阅读19次

    1.weak对象什么时候释放

    2.系统对象的缓存

    3.Tagged Pointer对象

    __weak NSArray *arr = [NSArray new];这么声明一个弱引用变量,常理来说arr应该为nil,但实际不是这样的。我发现所有不可变类型这么使用,都是有值的,包括NSString,NSArray,NSDictionary,是否和存储的内存区域有关?

    对于这个问题,我也实验了一下,如下代码,确实能够正常输出100:

    __weak NSNumber*number= [NSNumber numberWithInt:100]; NSLog(@"number =%@", number);

    从汇编代码中看,以上代码在创建number变量时,是通过objc_loadWeak方法进行的。而根据Clang的官方文档,objc_loadWeak方法会retain并autorelease这个对象。所以给一个weak对象赋值,它并不会马上释放,而是会放到autorelease pool中,与autorelease pool一起释放。

    id objc_loadWeak(id *object) {

    returnobjc_autorelease(objc_loadWeakRetained(object));

    }

    为了验证这个回答,我们又做了一个有趣的例子来验证,如下所示:

    __weak NSNumber*number;@autoreleasepool{

    number = [NSNumber numberWithInt:100];

    }

    NSLog(@"number =%@", number);

    在上面这个例子中,果然如我们所料,number变成在NSLog时,变成了nil。

    讨论二:关于NSNumber对象的缓存

    我们在做以上实验时,发现一个有趣的现象,如果你把100变成了10,则number变成在NSLog时,就能够输出值来,不再是nil了。如下是测试代码:

    __weak NSNumber*number;@autoreleasepool{

    number = [NSNumber numberWithInt:10];

    }

    NSLog(@"number =%@", number);

    经过 onevcat 的实验,从-1 ~ 12都是可以输出的,而其它值却会变成nil。于是我们猜测是系统对这些常见值的对象做了缓存,于是我们写了如下代码来验证。

    结果果然是这样,多次创建值为10的NSNumber对象,其地址都是一样的。而多次创建值为100的NSNumber对象,每次创建获得的对象地址都是不一样的。

    NSNumber*number= [NSNumber numberWithInt:10]; NSNumber*another= [NSNumber numberWithInt:10]; NSLog(@"%p%p", number, another);number = [NSNumber numberWithInt:100]; another = [NSNumber numberWithInt:100]; NSLog(@"%p%p", number, another);

    讨论三:64位系统与Tagged Pointer对象

    讨论本来已经结束了,结果我在写这篇博客的时候,手贱又测试了一下,发现在64位的模拟器下,无论是怎么样,所有的NSNumber对象地址都是一样的!

    这个时候我突然想起WWDC中介绍的64位系统引放的Tagged Pointer,恍然大悟。

    在WWDC2013的《Session 404 Advanced in Objective-C》视频中,苹果介绍了Tagged Pointer。Tagged Pointer的存在主要是为了节省内存。我们知道,对象的指针大小一般是与机器字长有关,在32位系统中,一个指针的大小是32位(4字节),而在64位系统中,一个指针的大小将是64位(8字节)。

    在64位系统中,如果我们真正使用一个指针来存储NSNumber实例,那么我们首先需要一个8字节的指针,另外需要一块内存存储NSNumber实例,这通常又是8字节。这样的内存开销是比较大的。苹果对于NSNumber和NSDate对象,改成了用Tagged Pointer来存储。

    Tagged Pointer主要有以下3个特点:

    Tagged Pointer专门用来存储小的对象,例如NSNumber和NSDate

    Tagged Pointer指针的值不再是地址了,而是真正的值。所以,实际上它不再是一个对象了,它只是一个披着对象皮的普通变量而已!所以,它的内存并不存储在堆中,也不需要malloc和free。

    在内存读取上有着3倍的效率(以前是寻址->发消息->获取值,现在直接获取值),创建时比以前快106倍。

    但Tagged Pointer的引入也带来了问题,即Tagged Pointer因为并不是真正的对象,而是一个伪对象,所以你如果完全把它当成对象来使,可能会让它露马脚。比如我在《Objective-C对象模型及应用》一文中就写道,所有对象都有 isa 指针,而Tagged Pointer其实是没有的,因为它不是真正的对象。

    所以你直接访问Tagged Pointer的isa成员的话,在编译时将会有如下警告:

    应该换成相应的方法调用,如isKindOfClass和object_getClass,如下图所示:

    至此,所有疑问都已经解决,开心~

    致敬:原创已经找不到出处,向原创致敬!

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