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iOS 底层 day26 内存管理 引用计数器 weak指针

iOS 底层 day26 内存管理 引用计数器 weak指针

作者: 望穿秋水小作坊 | 来源:发表于2020-09-24 21:03 被阅读0次

一、引用计数器

1. 引用计数器(retainCounter)保存在哪里
  • 64bit 中,引用计数器可以直接存储在优化过的 isa 指针中
    isa 位域详情
  • isa中的位域不够存储引用计数器时,存储在 SideTable 类中
    SideTable的结构

二、__weak 指针

1. __weak__strong__unsafe_unretained 有什么区别?
  • __strong:会对对象进行强引用,会使对象的引用计数器+1
  • __weak :不会改变对象的引用计数器,对象被释放时会被置为 nil,比较安全
  • __unsafe_unretained:不会改变对象的引用计数器,对象被释放就会造成野指针,不安全,可能导致崩溃
2. __weak__strong__unsafe_unretained 可以从代码的角度感受他们的不一样(打开 Zombie Objects);
#import "Person.h"
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        __strong Person *person1;
        __weak Person *person2;
        __unsafe_unretained Person *person3;
        NSLog(@"begin");
        {
            Person *person = [[Person alloc] init];
            person1 = person;
//            person2 = person;
//            person3 = person;
        }
        NSLog(@"%@",person1);
//        NSLog(@"%@",person2);
//        NSLog(@"%@",person3);
        NSLog(@"end");
    }
    return 0;
}
3. __weak 指针在什么时候被置为nil?
  • 我们从 objc4 源码中寻找答案,轨迹如下:① delloc ② objc_rootDealloc ③ rootDealloc ④ object_dispose ⑤ objc_destructInstance ⑥ clearDeallocating ⑦ clearDeallocating_slow ⑧weak_clear_no_lock


    rootDealloc
weak_clear_no_lock
  • 我们从源码中得出:
  • 当对象即将被销毁时,会调用对象的 dealloc 方法,在 dealloc 方法内部,会找到该对象在 SideTable 中的弱引用表,将它们置空,然后从 SideTable 中删除。

三、autorelease 自动释放池

1. 我们经常可以在 main 函数中看到 @autoreleasepool,这明显是一个编译器的语法糖,思考碰到这种语法糖,我们如何让它原形毕露?
  • 我们可以通过指令将其转换成 C++代码,这样我们就能看到其本质代码了。
  • xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m
转换后的 main 代码
  • 我们可以看到 @autoreleasepool实际上被转换成了 __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; ,这句代码是作用是声明了一个结构体,那么 __AtAutoreleasePool 这个结构体有什么内容呢?
__AtAutoreleasePool 结构体
  • 所以根据这个结构体的特性(需要一点点 C++知识),上述代码可以被我们这样理解:
main 函数的实际代码效果
2. objc_autoreleasePoolPush()objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj) 这两个函数干了什么?
  • 这两个函数的从我们编译后的 cpp 文件中只有声明,找不到实现,我们尝试从 objc4源码 中寻找他们的踪影。
  • NSObject.mm 我们发现了这两个函数的踪影
  • 我们发现这两个函数内部涉及到一个很频繁的对象 AutoreleasePoolPage ,我需要理解它
3. AutoreleasePoolPage 的理解
AutoreleasePoolPage结构体的内部成员变量
  • AutoreleasePoolPage * const parent;AutoreleasePoolPage *child; 这两个成员变量,我们可以大概得出,这个是一个双向链表
4. AutoreleasePoolPage 的图解
  • autorelease 对象: 是在 MRC 模式下,如下创建的对象:Person *person = [[[Person alloc] init] autorelease];
  • AutoreleasePoolPagenew方法中看到,每个AutoreleasePoolPage对象占用 4096 个字节内存,除了用来存放它内部的成员变量,剩下的空间来存放 autorelease 对象的地址
  • 所有的AutoreleasePoolPage对象通过双向链表的形式连接在一起
  • 一个AutoreleasePoolPage大概能存储 500个对象指针,当 AutoreleasePoolPage放满之后,会创建新的AutoreleasePoolPage,并将 child 指针指向新的AutoreleasePoolPage;将新的AutoreleasePoolPage parent 指针指向源 AutoreleasePoolPage;这样就形成了双向链表
AutoreleasePoolPage双向列表图解
5. 思考 MRC 环境下,下列代码在 AutoreleasePoolPage的存储情况
示例代码
  • 存储结构情况
存储结构情况
  • POOL_BOUNDARY 是标记位,本质上的值就是 0,它用于标记每个自动释放池的开始位置

  • 我们还可以通过声明一个 Foundation 内部函数 :extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);来从 Xcode 日志中查看自动释放池情况。

  • 我们在 Person *p4 = [[[Person alloc] init] autorelease]; 后面加上代码_objc_autoreleasePoolPrint();

  • 获得如下打印,印证我们上图的想法是正确的

objc[7180]: ##############
objc[7180]: AUTORELEASE POOLS for thread 0x1000d3dc0
objc[7180]: 7 releases pending.
objc[7180]: [0x10280e000]  ................  PAGE  (hot) (cold)
objc[7180]: [0x10280e038]  ################  POOL 0x10280e038
objc[7180]: [0x10280e040]       0x100637410  Person
objc[7180]: [0x10280e048]       0x100637470  Person
objc[7180]: [0x10280e050]  ################  POOL 0x10280e050
objc[7180]: [0x10280e058]       0x100637970  Person
objc[7180]: [0x10280e060]  ################  POOL 0x10280e060
objc[7180]: [0x10280e068]       0x100637990  Person
objc[7180]: ##############
5. 请问MRC 环境下,下面的person 什么时候释放?
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    @autoreleasepool {
        YYPerson *person = [[[YYPerson alloc] init] autorelease];
    }
    NSLog(@"%s", __func__);
}
  • @autoreleasepool 大括号结束时马上释放,这就是我们前面学的知识
6. 请问MRC 环境下,下面的person 什么时候释放?
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    YYPerson *person = [[[YYPerson alloc] init] autorelease];
    NSLog(@"%s", __func__);
}

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];
    NSLog(@"%s", __func__);
}

- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];
    NSLog(@"%s", __func__);
}
  • 我们从打印结果来看 person会在 viewWillAppear 结束后才被释放
  • 这是由于 RunLoop 造成的,每次 RunLoop一次循环任务结束,准备进入休眠的时候才会去释放该释放的对象。(感觉这点研究不够通彻

四、ARC为我们做了什么?

1. ARC 为我们自动添加 release
main(){
    id a;
}
  • __Strong 类型的变量的作用域结束时,自动添加 release 函数
2. ARC 为我们自动添加 retain
main(){
    id a;
    __strong id b = a;
}
  • __Strong id b = a; 会自动对 a 进行 retain;然后结尾处自动添加两次 release 函数
3. 在 ARC 的环境下,下面 person 在什么时候释放?
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    YYPerson *person = [[YYPerson alloc] init] ;
    _objc_autoreleasePoolPrint();
    NSLog(@"%s", __func__);
}
  • 我们从_objc_autoreleasePoolPrint();打印日志来看 person并没有加入到自动释放池中
  • person 在 NSLog(@"%s", __func__); 之后被释放了
  • 其实在 ARC 环境下,上述代码编译器会给我们在大括号结束处加上[person release] 这样的代码,所以才会有这种结果
4. ARC为我们做了什么?参考资料。

http://luoxianming.cn/2017/05/06/arc/

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