目录
- 1.Tagged Pointer（带标记的指针）
- 2.引用计数及weak的实现
- 1.isa
- 2.SideTables
- 3.SideTable
- 4.引用计数表
- 5.弱引用表
- 4.autorelease的实现
- 1.__AtAutoreleasePool
- 2.AutoreleasePoolPage
- 3.自动释放池的释放时机
- 附录
- weak源码
一、Tagged Pointer（带标记的指针）
特点：
- 1.Tagged Pointer专门用来存储小的对象，例如NSNumber和NSDate
- 2.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。
- 3.在内存读取上有着 3 倍的效率，创建时比以前快 106 倍。
实验：
NSNumber *n1 = @1; // 0x38548fccceb58159
NSNumber *n2 = @2; // 0x38548fccceb58259
NSNumber *n3 = @3; // 0x38548fccceb58359
NSNumber *largeNumber = @(0xFFFFFFFFFFFFFFF); // 0x100604460，堆空间，正常的对象
Q：请问以下两段代码的运行结果
代码1会崩溃，代码2正常运行。
-
代码1创建的字符串是一个对象；
setter方法会先对原对象release，然后将新对象retain赋值给成员变量；
并发调用setter方法可能会出现多个线程同时调用release的情况，导致崩溃。 -
代码2创建的字符串是一个Tagged Pointer；
objc_messageSend内部会判断是不是普通的指针，如果是Tagged Pointer，就直接在指针中取出数值进行赋值。
二、引用计数
1、isa
isa的位域结构体中的extra_rc，存储着对象的引用计数。如果引用计数较大位域存储不下的话，会设置has_sidetable_rc为1，将剩下的引用计数存储在对象对应的引用计数表中。
isa的位域结构体中的weakly_referenced，记录对象是否被弱引用指向过。
2. SideTables
Q：为什么不是一个SideTable？
A：在多线程的环境下，多个对象同时操作时，会存在效率问题！
SideTables的本质是一个Hash表：
3. SideTable
Q：为什么用自旋锁？
因为读写操作很快，所以适合用自旋锁。
4.引用计数表
引用计数表（RefountMap）是一个Hash表：它存放了多个对象的信息，每个对象对于一个引用计数size_t。
5.弱引用表
弱引用表（weak_table_t）是一个Hash表：它存放了多个对象的信息，每个对象对应了一个weak_entry_t，里面有被引用的对象和弱引用数组。
四、autorelease的实现
// 源OC代码：
@autoreleasepool {
MJPerson *person = [[[MJPerson alloc]init] autorelease];
}
// 编译后：
{
__AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
MJPerson *person = ((MJPerson *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)((MJPerson *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)((MJPerson *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("MJPerson"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init")), sel_registerName("autorelease"));
}
自动释放池的主要底层数据结构是：__AtAutoreleasePool、AutoreleasePoolPage。
1.__AtAutoreleasePool
结构：
使用：
调用push方法，会将一个POOL_BOUNDARY入栈，并且返回其存放的内存地址 。
调用pop方法时传入一个POOL_BOUNDARY的内存地址，会从最后一个入栈的对象开始发送release消息，直到遇到这个POOL_BOUNDARY 。
2.AutoreleasePoolPage
结构：
-
AutoreleasePoolPage对象之间是通过双向链表的形式连接在一起。
-
每个AutoreleasePoolPage对象的结构是：一部分空间用来存放它内部的成员变量，比如指向下一个page指针、指向下一个page的指针。剩下是一个栈，用来存放autorelease对象的地址。
-
因为是后进先出的栈，所以很容易的实现多个@autorelease嵌套的情况。
Q：AutoreleasePool的实现原理？/ AutoreleasePool的结构
自动释放池的底层实现主要用到两个数据结构是：__AtAutoreleasePool、AutoreleasePoolPage。
AutoreleasePoolPage对象之间以双向链表连接，对象内部出了存放它内部成员变量，剩下的空间就是一个栈，用来存放autorelease对象的地址。
__AtAutoreleasePool用来记录该自动释放池的boundary。方便pop。
3.自动释放池的释放时机
（1）如果被@autoreleasepool包住的话，在大括号结束的时候会释放。
（2）Runloop中的自动释放池
iOS在主线程的Runloop中注册了2个Observer：
- 第一个Observer监听了"进入Runloop"事件；
- 第一个Observer监听了"即将休眠"事件和"退出Runloop"事件。
具体过程如下：
- 在"进入Runloop"时，会调用Push()
- 在"即将休眠"时，会调用Pop() 和 Push()
- 在"退出Runloop"时，会调用Pop()
Q：autorelease的释放时机？
会在Runloop即将休眠和退出Runloop时调用pop()
Q：线程中有autorelease pool吗？ / 一个 thread中必须有一个autoreleasepool吗？
线程和runloop时一一对应的。不过子线程默认不开启runloop。
在Runloop中， 系统会隐式创建一个Autorelease pool；
附录：weak源码
weak 相关的数据结构
struct weak_table_t {
weak_entry_t *weak_entries; // 哈希表
size_t num_entries; // hash数组中的元素个数
uintptr_t mask;
uintptr_t max_hash_displacement; // 可能会发生的hash冲突的最大次数
};
// 哈希表中每一项的元素
struct weak_entry_t {
// 被引用
DisguisedPtr<objc_object> referent;
union {
// 动态数组
struct {
weak_referrer_t *referrers;
uintptr_t out_of_line_ness : 2;
uintptr_t num_refs : PTR_MINUS_2;
uintptr_t mask;
uintptr_t max_hash_displacement;
};
// 定长数组
struct {
weak_referrer_t inline_referrers[WEAK_INLINE_COUNT];
};
};
根据对象获取它对应的weak表：
static weak_entry_t *
weak_entry_for_referent(weak_table_t *weak_table, objc_object *referent)
{
ASSERT(referent);
weak_entry_t *weak_entries = weak_table->weak_entries;
if (!weak_entries) return nil;
// 计算出对象的哈希值
size_t begin = hash_pointer(referent) & weak_table->mask;
size_t index = begin;
size_t hash_displacement = 0;
// 发生哈希碰撞
while (weak_table->weak_entries[index].referent != referent) {
index = (index+1) & weak_table->mask;
if (index == begin) bad_weak_table(weak_table->weak_entries);
hash_displacement++;
if (hash_displacement > weak_table->max_hash_displacement) {
return nil;
}
}
return &weak_table->weak_entries[index];
}
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