内存布局-五大区
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- 栈区 0x7
创建临时变量时由编译器自动分配，在不需要的时候自动清除的变量的存储区。
里面的变量通常是局部变量、函数参数等。在一个进程中，位于用户虚拟地址空间顶部的是用户栈，编译器用它来实现函数的调用。和堆一样，用户栈在程序执行期间可以动态地扩展和收缩。
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堆区 0x6
那些由 new alloc 创建的对象所分配的内存块，它们的释放系统不会主动去管，由我们的开发者去告诉系统什么时候释放这块内存(一个对象引用计数为0是系统就会回销毁该内存区域对象)。一般一个 new 就要对应一个 release。在ARC下编译器会自动在合适位置为OC对象添加release操作。会在当前线程Runloop退出或休眠时销毁这些对象，MRC则需程序员手动释放。
堆可以动态地扩展和收缩。 -
静态区(未初始化数据).bss
程序运行过程内存的数据一直存在，程序结束后由系统释放 -
常量区(已初始化数据).data
专门用于存放常量，程序结束后由系统释放 -
代码区
用于存放程序运行时的代码，代码会被编译成二进制存进内存的程序代码区
内存管理方案
TaggedPointer
通常我们创建对象，对象存储在堆中，对象的指针存储在栈中，如果我们要找到这个对象，就需要先在栈中，找到指针地址，然后根据指针地址找到在堆中的对象。
这个过程比较繁琐，当存储的对象只是一个很小的东西，比如一个字符串，一个数字。去走这么一个繁琐的过程，无非是耗费性能的，所以苹果就搞出了TaggedPointer这么一个东西。
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TaggedPointer是苹果为了解决32位CPU到64位CPU的转变带来的内存占用和效率问题，针对NSNumber、NSDate以及部分NSString的内存优化方案。
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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。
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Tagged Pointer指针中包含了当前对象的地址、类型、具体数值。因此Tagged Pointer指针在内存读取上有着3倍的效率，创建时比普通需要malloc跟free的类型快106倍。
这里有对TaggedPointer进行详细介绍
面试题
为什么第二个for会崩溃？
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0 ; i<1000000; i++) {
self.str = @"abcd";
}
});
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0 ; i<1000000; i++) {
self.str = [NSString stringWithFormat:@"adfalkdjfldkasjflakjsdkflasf-- %d",I];
}
});
答：taggedpointer。
在setproperty函数中，执行了objc_release(id obj)。
由于大量的循环，导致了线程问题，使引用计数<=-1。
但是由于第一个循环中的obj是taggedpointer类型的string，会直接return obj，并不会release。
但是这里release，retain的时候咋办呢，引用计数是一直往上增吗？并不是，在objc_retain(id obj)中，同样判断了obj->isTaggedPointer，如果是true，就直接return obj。
NONPOINTER_ISA
要说isa，得先从对象开始。
NSObject继承关系：
NSObject -> Class -> objc_class -> objc_object -> isa_t
union isa_t {
isa_t() { }
isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }
Class cls;
uintptr_t bits;
#if defined(ISA_BITFIELD)
struct {
ISA_BITFIELD; // defined in isa.h
};
#endif
};
isa_t是联合体，然后重点看ISA_BITFIELD，
image.png
参数解释：
nonpointer:表示是否对 isa 指针开启指针优化 ，
0:纯isa指针，1:不止是类对象地址,isa 中包含了类信息、对象的引用计数等。
has_assoc:关联对象标志位，0没有，1存在。
has_cxx_dtor:该对象是否有 C++ 或者 Objc 的析构器,如果有析构函数,则需要做析构逻辑, 如果没有,则可以更更快的释放对象。
shiftcls:存储类指针的值。开启指针优化的情况下，在 arm64 架构中有 33 位⽤来存储类指针的值。
magic:用于调试器判断当前对象是真的对象还是没有初始化的空间 。
weakly_referenced:标志对象是否被指向或者曾经指向⼀一个 ARC 的弱变量，没有弱引用的对象可以更快释放。
deallocating:标志对象是否正在释放内存。
has_sidetable_rc:是否有用到散列表，当对象引⽤计数大于 10 时，则需要借⽤该变量存储进位。
extra_rc:当表示该对象的引用计数值，实际上是引用计数值减 1。例如，如果对象的引用计数为 10，那么 extra_rc 为 9。
例：在x86_64(mac)的架构下，如果引用计数大于 255，引用计数将会发生溢出。 溢出时，则需要将has_sidetable_rc标记为1，将会将拿出2的7次方(128，就是上面的RC_HALF)放入散列表(sidetable)
那么has_sidetable_rc是怎么操作的呢？
SideTables 散列表
散列表.png
SideTables
SideTables是一个数组，里面存着很多SideTable。(注意看有没有s)
这是对象引用计数溢出时，会调用这个方法，将一半的引用计数存入sideTable。
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在这方法里，我们可以看到这个方法，通过SideTables获取一个SideTable
SideTable& table = SideTables()[this];
那么这里要看的就应该是SideTables()
SideTables.png
这里我觉得可以理解成SideTables()就是一个StripedMap，继续看StripedMap
template<typename T>
class StripedMap {
#if TARGET_OS_IPHONE && !TARGET_OS_SIMULATOR
enum { StripeCount = 8 };
#else
enum { StripeCount = 64 };
#endif
struct PaddedT {
T value alignas(CacheLineSize);
};
PaddedT array[StripeCount];
//指针下标
static unsigned int indexForPointer(const void *p) {
//reinterpret_cast是C++里的强制类型转换符。
//这里是将16进制转成10进制
uintptr_t addr = reinterpret_cast<uintptr_t>(p);
// 这里StripeCount是64，看上面第755行
return ((addr >> 4) ^ (addr >> 9)) % StripeCount;
}
public:
//重载中括号 ， c++特有
//要让”[]”内的操作数支持const void类型
T& operator[] (const void *p) {
// 调用indexForPointer()，获取sidetable
return array[indexForPointer(p)].value;
}
const T& operator[] (const void *p) const {
return const_cast<StripedMap<T>>(this)[p];
}
...
}
看完上面的代码+注释，我们走一波lldb调试，分别打印各个参数
image.png
这里就是一个获取SideTable的过程
<1> SideTable& table = SideTables()[this];传入一个this指针对象
<2> 通过indexForPointer获取当前指针对象所对应的下标
<3> 通过array[indexForPointer(p)].value 返回一个SideTable
初探SideTable
spinlock_t：自旋锁、
RefcountMap：引用计数Map，是个C++的Map
weak_table_t：全局弱引用表
image.png
SideTable操作
这里举个例子
sidetable_addExtraRC_nolock在sideTable中添加RetainCount(RC)
bool
objc_object::sidetable_addExtraRC_nolock(size_t delta_rc)
{
assert(isa.nonpointer);
// 通过SideTables() 获取SideTable
SideTable& table = SideTables()[this];
//获取引用计数的size
size_t& refcntStorage = table.refcnts[this];
// 赋值给oldRefcnt
size_t oldRefcnt = refcntStorage;
// isa-side bits should not be set here
assert((oldRefcnt & SIDE_TABLE_DEALLOCATING) == 0);
assert((oldRefcnt & SIDE_TABLE_WEAKLY_REFERENCED) == 0);
// 如果oldRefcnt & SIDE_TABLE_RC_PINNED = 1
// 就是 oldRefcnt = 2147483648 （32位情况）
if (oldRefcnt & SIDE_TABLE_RC_PINNED) return true;
//引用计数也溢出判断参数
uintptr_t carry;
// 引用计数 add
//delta_rc左移两位，右边的两位分别是DEALLOCATING(销毁ing） 跟WEAKLY_REFERENCED(弱引用计数)
size_t newRefcnt =
addc(oldRefcnt, delta_rc << SIDE_TABLE_RC_SHIFT, 0, &carry);
//如果sidetable也溢出了。
//这里我for了几百万次，也没有溢出，可见sidetable能容纳很多的引用计数
if (carry) {
// 如果是32位的情况 SIDE_TABLE_RC_PINNED = 1<< (32-1)
// int的最大值 SIDE_TABLE_RC_PINNED = 2147483648
// SIDE_TABLE_FLAG_MASK = 3
// refcntStorage = 2147483648 | (oldRefcnt & 3)
// 如果溢出，直接把refcntStorage 设置成最大值
refcntStorage =
SIDE_TABLE_RC_PINNED | (oldRefcnt & SIDE_TABLE_FLAG_MASK);
return true;
}
else {
refcntStorage = newRefcnt;
return false;
}
}
以上，to be continue~
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