1. 概念
首先，ARC和GC是两码事，ARC是编译时编译器“帮我们”插入了原本需要我们自己手写的内存管理代码，而非像GC一样运行时的垃圾回收系统.
ARC并不是在OC内建立一个垃圾回收系统,内存仍然由代码进行管理,
只是由MRC的人工手动添加内存管理代码,变为编译器在编译时自动分析插入.
2. 方法名约定
对于类的不同方法,编译器会对调用方法内外插入不同的内存管理代码.那么这就需要对方法名进行规定,以方便编译器对调用方法内外插入不同的内存管理代码.
+ (instancetype)sarkWithMark:(NSString *)mark //NS_RETURNS_NOT_RETAINED;
- (instancetype)initWithMark:(NSString *)mark //NS_RETURNS_RETAINED;
- (__strong const char *)UTF8String; //NS_RETURNS_INNER_POINTER;
#define NS_RETURNS_RETAINED __attribute__((ns_returns_retained))
#define NS_RETURNS_NOT_RETAINED __attribute__((ns_returns_not_retained))
#define NS_RETURNS_INNER_POINTER __attribute__((objc_returns_inner_pointer))
- NS_RETURNS_RETAINED
init和initWithMark都属于init的家族方法.
对于以alloc,init,copy,mutableCopy,new开头的家族的方法，后面默认加NS_RETURNS_RETAINED标识.ARC在会在调用方法外围要加上内存管理代码:retain+release
- NS_RETURNS_NOT_RETAINED
sarkWithMark方法,则是不带alloc,init,copy,mutableCopy,new开头的方法,默认添加NS_RETURNS_NOT_RETAINED标识.标识返回的对象已经在方法内部做过autorelease了.
在本篇文章的最后一部分会说
autorelease的优化,这里可以暂且理解方法内部将对象做了autorelease
- NS_RETURNS_INNER_POINTER
这个只是做返回纯C语言的指针变量,ARC外围不必做内存管理的操作.
- 违背约定范例:
@property (nonatomic, copy) NSString *newString; //编译器不允许
这属性的get方法会被当做new的家族方法,
ARC在外围添加内存管理代码的时候会加上retain+release,从而导致内存管理错误
3. 方法调用
正常书写OC代码时,我们采取[target action]的方式调用方法,但在消息转发或者其他runtime参与的方法调用时,我们会用其他的书写方式来实现[target action]的一样的功能.姑且称[target action]为明文调用,其他的书写方式为非明文调用.(NSInvocation的使用就是最好的非明文调用,接下来的例子也会用NSInvocation来示范)
3.1 错误范例
ARC有效的前提就是明文调用.以下是几个错误示范的例子
- 非明文调用范例1:非明文调用工厂方法
- (void)nomalFunc{
NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:[NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"@@:"]];
invocation.target = self;
invocation.selector = @selector(createDic);
[invocation invoke];
//error handle 崩溃
Son * son;
[invocation getReturnValue:&son];
//right handle
// Son * son;
// void *result;
// [invocation getReturnValue:&result];
// son = (__bridge id)result;
}
-(Son *)createDic{
return [Son new];
}
- 非明文调用范例2:非明文调用new家族方法
- (void)famliyFunc{
NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:[NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"@@:"]];
invocation.target = self;
invocation.selector = @selector(newDic);
[invocation invoke];
//error handle 不释放
Son * son;
void *result;
[invocation getReturnValue:&result];
son = (__bridge id)result;
//right handle
// Son * son;
// [invocation getReturnValue:&son];
}
-(Son *)newDic{
return [Son new];
}
两个例子对比起来看很奇怪吧!
Son * son;
[invocation getReturnValue:&son];
非明文调用new家族方法后,用以上代码取出返回值==>完全没有问题;
非明文调用工厂方法后,用以上代码取出返回值==>崩溃;
3.2 why
如果是明文调用,编译器会非常智能的为我们加上内存管理的代码.
- 明文调用范例1
- (void)nomalFunc{
Son * son = [self createObj];
// [son retain];
...
// [son release];
}
反观错误非明文调用范例1中我们没有对son进行显式的赋值，而是传入getReturnValue:方法中去获取返回值，这样的赋值后 ARC 没有自动给这个变量插入retain语句，但退出作用域时还是自动插入了release语句，导致这个变量多释放了一次，导致crash.
- 明文调用范例2
- (void)familyFunc{
Son * son = [self newObj];
...
// [son release];
}
反观错误非明文调用范例2中我们没有对son进行显式的赋值，而是传入getReturnValue:方法中去获取返回值，这样的赋值后 ARC 没有自动给这个变量插入retain语句，退出作用域时还是自动插入了release语句,这流程正和明文调用范例2的内存管理逻辑一模一样,所以非明文调用new家族方法妥妥执行了.
总结:非明文调用方法时,ARC添加内存管理的代码没那么智能,都走一个流程[指向返回值不做
retain,退出作用域调用release].
同样的流程,不同的命运:
非明文调用new家族方法==>相安无事;
非明文调用工厂方法==>鸡犬不宁;
3.3 bridge挽回一程
__bridge 源在哪端,哪端消除
(__bridge T) op：告诉编译器在 bridge 的时候不要多做任何事情
// objc to cf
NSString *nsStr = [self createSomeNSString];
CFStringRef cfStr = (__bridge CFStringRef)nsStr;
CFUseCFString(cfStr);
// CFRelease(cfStr); 不需要
//源在Objc端 编译器消除
// cf to objc
CFStringRef hello = CFStringCreateWithCString(kCFAllocatorDefault, "hello", kCFStringEncodingUTF8);
NSString *world = (__bridge NSString *)(hello);
CFRelease(hello); // 需要
[self useNSString:world];
//源在CF端 猿消除
我们再看代码:
- (void)nomalFunc{
NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:[NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"@@:"]];
invocation.target = self;
invocation.selector = @selector(createDic);
[invocation invoke];
//right handle
Son * son;
void *result;
[invocation getReturnValue:&result];
son = (__bridge id)result;
}
-(Son *)createDic{
return [Son new];
}
源在Objc端,
先由非Objc指针做指向,
son = (__bridge id)result;完成对对象的retain
ARC在退出作用域时加上release.妥了
__bridge是Toll-Free Bridging的内容,这里只说了一点点,延伸阅读请戳.
声明:非明文调用在开发中真的不常用到,我对ARC在非明文调用中失效的认识也是来自对'JSPatch的原理'的解读.证明1->非明文调用真的不常用到,证明2->不常用到的,你知道+你会用+你用的好=牛
4. 运行时优化(Thread Local Storage)
在ARC与MRC的环境下都有autoreleasepool,主要作用就是延时销毁.
对象调用autorelease就会被放入autoreleasepool.
//MRC
+ (instancetype)createObj{
id any = [[PGCustomClass alloc]init];
return [any autorelease];
}
PGCustomClass * obj = [PGCustomClass createObj];
类方法+createObj对返回的对象调用了autorelease,使对象可以保存在autoreleasepool内,从而顺利返回,而不会在方法结束时被销毁.
可以想见将对象放入autoreleasepool和从autoreleasepool内移除对象也是有开销的.
ARC中对autorelease进行了优化,代码如下:
//ARC
+ (instancetype)createObj{
id tmp = [[self alloc]init];
return objc_autoreleaseReturnValue(tmp);
}
id tmp = objc_retainAutoreleasedReturnValue([PGCustomClass createObj]);
PGCustomClass * obj = tmp;
objc_storeStrong(&obj, nil);//就是release
id
objc_autoreleaseReturnValue(id obj)
{
if (prepareOptimizedReturn(ReturnAtPlus1)) return obj;
return objc_autorelease(obj);
}
id
objc_retainAutoreleasedReturnValue(id obj)
{
if (acceptOptimizedReturn() == ReturnAtPlus1) return obj;
return objc_retain(obj);
}
工厂方法内由objc_autoreleaseReturnValue将对象放入Thread Local Storage;
工厂方法内由objc_retainAutoreleasedReturnValue将对象由Thread Local Storage取出.
简单的说就是中转不走autoreleasepool由Thread Local Storage代劳,这样autoreleasepool对对象的存储和清除的开销就没有了.
当然走优化路径是有要求的:工厂方法的调用方与被调用方都支持ARC,因为只有这样方法内的objc_autoreleaseReturnValue与objc_retainAutoreleasedReturnValue才会配套使用.很多系统库还可能是MRC实现的,这样的系统类调用工厂方法生成的对象还是得进autoreleasepool.
那也就是说ARC下只要调用方和被调方都用ARC编译时,所建立的对象都不加入
autoreleasepool.更简单的说我们自己写的类,调用工厂方法生成对象都不会放
入autoreleasepool.(我的三观有点被毁,所以着重强调一下)
《OC高级编程》+《Effective Objective-C 2.0》都有关于Thread Local Storage的内容,但没有强调调用方与被调用方必须都是ARC的情况下Thread Local Storage才会起作用.外加天天看到的autoreleasepool这观念和自己写的类生成的对象没有关系,我有点没想通,所以反反复复的和sunny大神确认,在这也谢谢sunny大神.
文章参考:
objc arc的简单探索
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