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内存管理

内存管理

作者: 知之未道 | 来源:发表于2021-08-14 16:58 被阅读0次

    CADisplayLink、NSTimer使用注意

    CADisplayLink、NSTimer会对target产生强引用,如果target又对它们产生强引用,那么就会引发循环引用

    @property (strong, nonatomic) CADisplayLink *link;
    @property (strong, nonatomic) NSTimer *timer;
     
    // 保证调用频率和屏幕的刷帧频率一致,60FPS
    // 互相强引用,返回页面,并不会销毁 
    self.link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:[MJProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(linkTest)];
    [self.link addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
    添加第三方弱引用,引导方法调用
    @interface Proxy : NSObject
    + (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;
    @property (weak, nonatomic) id target;
    @end
    
    @implementation MJProxy
    + (instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
        MJProxy *proxy = [[MJProxy alloc] init];
        proxy.target = target;
        return proxy;
    }
    
    - (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
        return self.target;
    }
    @end
    
    // 互相强引用,返回页面,并不会销毁    
    self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:[MJProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(timerTest) userInfo:nil repeats:YES];
    
    
    // 下面是使用block可以解决循环引用
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
            [weakSelf timerTest];
    }]; 
    
    三方持有.png

    NSProxy

    用来做消息转发的基类,和NSObject同级,NSProxy对象不需要调用init,因为它本来就没有init方法,直接进入消息转发流程,不像NSObject中的消息查找流程

    @interface MJProxy : Proxy
    + (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;
    @property (weak, nonatomic) id target;
    @end
    
    @implementation Proxy
    
    + (instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
        // NSProxy对象不需要调用init,因为它本来就没有init方法
        MJProxy *proxy = [Proxy alloc];
        proxy.target = target;
        return proxy;
    }
    
    - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
        return [self.target methodSignatureForSelector:sel];
    }
    
    - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
        [invocation invokeWithTarget:self.target];
    }
    @end
    
    proxy1继承于NSProxy,直接消息转发,所以调用方就是ViewController
    [proxy1 isKindOfClass:[ViewController class]]; true
    
    proxy2继承于NSObject,正常方法查找,NSObject ≠ UIViewcontroller
    [proxy2 isKindOfClass:[ViewController class]]; false
    

    GCD定时器

    NSTimer依赖于RunLoop,如果RunLoop的任务过于繁重,可能会导致NSTimer不准时,而GCD的定时器会更加准时

    -(void)test {
        // 队列
        //    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
            
        dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("timer", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
            
        // 创建定时器
        dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
            
        // 设置时间
        uint64_t start = 2.0; // 2秒后开始执行
        uint64_t interval = 1.0; // 每隔1秒执行
        dispatch_source_set_timer(timer,
                                  dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, start * NSEC_PER_SEC),
                                  interval * NSEC_PER_SEC, 0);
            
        // 设置回调
        //    dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
        //        NSLog(@"1111");
        //    });
        dispatch_source_set_event_handler_f(timer, timerFire);
            
        // 启动定时器
        dispatch_resume(timer);
            
        self.timer = timer;
    }
    
    void timerFire(void *param)
    {
        NSLog(@"2222 - %@", [NSThread currentThread]);
    }
    

    内存布局

    内存布局.png
    int a = 10;
    int b;
    
    int main(int argc, char * argv[]) {
        @autoreleasepool {
            static int c = 20;
            
            static int d;
            
            int e;
            int f = 20;
    
            NSString *str = @"123";
            
            NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
            
            NSLog(@"\n&a=%p\n&b=%p\n&c=%p\n&d=%p\n&e=%p\n&f=%p\nstr=%p\nobj=%p\n",
                  &a, &b, &c, &d, &e, &f, str, obj);
            
            return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
        }
    }
    /*
     字符串常量
     str=0x10dfa0068
     
     已初始化的全局变量、静态变量
     &a =0x10dfa0db8
     &c =0x10dfa0dbc
     
     未初始化的全局变量、静态变量
     &d =0x10dfa0e80
     &b =0x10dfa0e84
     
     堆
     obj=0x608000012210
     
     栈
     &f =0x7ffee1c60fe0
     &e =0x7ffee1c60fe4
     */
    

    Tagged Pointer

    从64bit开始,iOS引入了Tagged Pointer技术,用于优化NSNumber、NSDate、NSString等小对象的存储

    在没有使用Tagged Pointer之前, NSNumber等对象需要动态分配内存、维护引用计数等,NSNumber指针存储的是堆中NSNumber对象的地址值

    使用Tagged Pointer之后,NSNumber指针里面存储的数据变成了:Tag + Data,也就是将数据直接存储在了指针中

    当指针不够存储数据时,才会使用动态分配内存的方式来存储数据

    objc_msgSend能识别Tagged Pointer,比如NSNumber的intValue方法,直接从指针提取数据,节省了以前的调用开销

    如何判断一个指针是否为Tagged Pointer?
    iOS平台,最高有效位是1(第64bit)
    Mac平台,最低有效位是1

    NSNumber *number1 = @1;
    NSLog(@"%p ", number1);  //0x127,这里并不是一个对象地址
    
    [number intValue];
    这个方法如果是Tagged Pointer的话,走objc_msgSend()方法的时候就不会去类对象里面找了,而知直接返回对应的值
    

    举例说明

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];
        });
    }
    内部实现
    - (void)setName:(NSString *)name
    {
        if (_name != name) {
            [_name release];
            _name = [name retain];
        }
    }
    多次release导致崩溃,坏内存,解决方案:加锁
        
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            self.name = [NSString stringWithFormat:@"abc"];
        });
    }
    不会崩溃,因为较短,直接在内存地址中保存,使用了Tagged Pointer技术
    
    Tagged Pointer对比.png

    OC对象的内存管理

    在iOS中,使用引用计数来管理OC对象的内存

    一个新创建的OC对象引用计数默认是1,当引用计数减为0,OC对象就会销毁,释放其占用的内存空间
    调用retain会让OC对象的引用计数+1,调用release会让OC对象的引用计数-1

    内存管理的经验总结
    当调用alloc、new、copy、mutableCopy方法返回了一个对象,在不需要这个对象时,要调用release或者autorelease来释放它
    想拥有某个对象,就让它的引用计数+1;不想再拥有某个对象,就让它的引用计数-1

    可以通过以下私有函数来查看自动释放池的情况

    extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);
    
    

    copy

    拷贝的目的:产生一个副本对象,跟源对象互不影响
    修改了源对象,不会影响副本对象
    修改了副本对象,不会影响源对象

    NSArray的copy

    NSString的copy.png

    NSutableArray的copy

    NSutableString的copy.png

    iOS提供了2个拷贝方法

    • copy,不可变拷贝,产生不可变副本
    • mutableCopy,可变拷贝,产生可变副本

    深拷贝和浅拷贝

    • 深拷贝:内容拷贝,产生新的对象
    • 浅拷贝:指针拷贝,没有产生新的对象

    具体关系如下图,只要是不可变的copy一定是浅拷贝,其他都是深拷贝


    copy和mutableCopy.png

    引用计数的存储

    在64bit中,引用计数可以直接存储在优化过的isa指针中相见Runtime章,也可能存储在SideTable类中,refcnts是一个存放着对象引用计数的散列表


    SideTable.png

    下面是一个自我误区,这里person的引用计数是2

    Person *person = [[Person alloc] init];
    NSMutableArray *arr = [[NSMutableArray alloc]initWithObjects:person, nil];
    

    dealloc

    当一个对象要释放时,会自动调用dealloc,接下的调用轨迹是

    dealloc
    _objc_rootDealloc
    rootDealloc
    object_dispose
    objc_destructInstance、free
    
    dealloc.png

    自动释放池

    自动释放池的主要底层数据结构是:__AtAutoreleasePool、AutoreleasePoolPage
    调用了autorelease的对象最终都是通过AutoreleasePoolPage对象来管理的

    源码分析
    clang重写@autoreleasepool
    objc4源码:NSObject.mm

    image.png

    AutoreleasePoolPage的结构

    每个AutoreleasePoolPage对象占用4096字节内存,除了用来存放它内部的成员变量,剩下的空间用来存放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

    AutoreleasePoolPage.png

    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

    id *next指向了下一个能存放autorelease对象地址的区域

    Runloop和Autorelease

    iOS在主线程的Runloop中注册了2个Observer
    第1个Observer监听了kCFRunLoopEntry事件,会调用objc_autoreleasePoolPush()
    第2个Observer
    监听了kCFRunLoopBeforeWaiting事件,会调用objc_autoreleasePoolPop()、objc_autoreleasePoolPush()
    监听了kCFRunLoopBeforeExit事件,会调用objc_autoreleasePoolPop()

    \color{red}{(注意:这里仅限于ARC时会retain,MRC时不会retain)}

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