ARC的原理详解

1，ARC的本质

ARC本质是NSAutoreleasePool的直接应用，

@autorelease{

return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));

}

其实是:

NSAutoreleasePool* pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];

int iRet = UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));

[pool release];

然后，各种allocrelease后，对应refcount都设置成0，在出自己的引用范围后，就背nsautoreleasepool自动的释放掉，如下：

NSString* str = [[[NSString alloc] init] autorelease];

.......

其中str已经进行了autorelease，当结束生命周期后，str直接释放掉。

2，NSAutoreleasePool的原理

AutoreleasePoolPage是一个C++实现的类。

typedef struct{

magic_t const magic;

id* next;

pThread_t* thread;

AutoreleasePoolPage* Parent;

AutoreleasePoolPage* Child;

uint32_t const depth;

uint32_t hiwat;

}

其中：

1，magic是魔术数字，划分内存边界，数据结构起始处；

2，next，是指向该AutoreleasePool的边界；

3，thread, 是该AutoreleasePool的线程，每个线程有自己的AutoreleasePool；

4，Parent、child，用于建立链表，一个AutoreleasePool不一定足够；

 

每个NSAutoreleasePool都是4096bytes，不够的就申请新的NSAutoreleasePool，用child, parent连接起来，见上图：

1，“类实例所占内存”就是数据接口NSAutoreleasePool的空间；

2，“id objx”, 就是各个申请的对象指针；

3，next，指的是堆栈顶处；

对象是如何申请的？

图中的情况，这一页再加入一个autorelease对象就要满了（也就是next指针马上指向栈顶），这时就要执行上面说的操作，建立下一页page对象，与这一页链表连接完成后，新page的next指针被初始化在栈底（begin的位置），然后继续向栈顶添加新对象。

所以，向一个对象发送- autorelease消息，就是将这个对象加入到当前AutoreleasePoolPage的栈顶next指针指向的位置

对象是如何释放的？

每当进行一次objc_autoreleasePoolPush调用时，runtime向当前的AutoreleasePoolPage中add进一个哨兵对象，值为0（也就是个nil），那么这一个page就变成了下面的样子：

objc_autoreleasePoolPush的返回值正是这个哨兵对象的地址，被objc_autoreleasePoolPop(哨兵对象)作为入参，于是：

1.根据传入的哨兵对象地址找到哨兵对象所处的page

2.在当前page中，将晚于哨兵对象插入的所有autorelease对象都发送一次- release消息，并向回移动next指针到正确位置

3.补充2：从最新加入的对象一直向前清理，可以向前跨越若干个page，直到哨兵所在的page

刚才的objc_autoreleasePoolPop执行后，最终变成了下面的样子：

嵌套的AutoreleasePool

知道了上面的原理，嵌套的AutoreleasePool就非常简单了，pop的时候总会释放到上次push的位置为止，多层的pool就是多个哨兵对象而已，就像剥洋葱一样，每次一层，互不影响。