Autorelease对象什么时候释放?
Autorelease机制是iOS开发者管理对象内存的好伙伴,MRC中,调用[obj autorelease]
来延迟内存的释放是一件简单自然的事,ARC下,我们甚至可以完全不知道Autorelease就能管理好内存。而在这背后,objc和编译器都帮我们做了哪些事呢,它们是如何协作来正确管理内存的呢?刨根问底,一起来探究下黑幕背后的Autorelease机制。原文链接
Autorelease对象什么时候释放?
这个问题拿来做面试题,问过很多人,没有几个能答对的。很多答案都是“当前作用域大括号结束时释放”,显然木有正确理解Autorelease机制。
在没有手加Autorelease Pool的情况下,Autorelease对象是在当前的runloop
迭代结束时释放的,而它能够释放的原因是系统在每个runloop迭代中都加入了自动释放池Push和Pop
小实验
__weak id reference = nil;
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"sunnyxx"];
// str是一个autorelease对象,设置一个weak的引用来观察它
reference = str;
}
- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
[super viewWillAppear:animated];
NSLog(@"%@", reference); // Console: sunnyxx
}
- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {
[super viewDidAppear:animated];
NSLog(@"%@", reference); // Console: (null)
}
这个实验同时也证明了viewDidLoad
和viewWillAppear
是在同一个runloop调用的,而viewDidAppear
是在之后的某个runloop调用的。
由于这个vc在loadView之后便add到了window层级上,所以viewDidLoad
和viewWillAppear
是在同一个runloop调用的,因此在viewWillAppear
中,这个autorelease的变量依然有值。
当然,我们也可以手动干预Autorelease对象的释放时机:
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
@autoreleasepool {
NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"sunnyxx"];
}
NSLog(@"%@", str); // Console: (null)
}
Autorelease原理
AutoreleasePoolPage
ARC下,我们使用@autoreleasepool{}
来使用一个AutoreleasePool,随后编译器将其改写成下面的样子:
void *context = objc_autoreleasePoolPush();
// {}中的代码
objc_autoreleasePoolPop(context);
而这两个函数都是对AutoreleasePoolPage
的简单封装,所以自动释放机制的核心就在于这个类。
AutoreleasePoolPage是一个C++实现的类
- AutoreleasePool并没有单独的结构,而是由若干个AutoreleasePoolPage以
双向链表
的形式组合而成(分别对应结构中的parent指针和child指针) - AutoreleasePool是按线程一一对应的(结构中的thread指针指向当前线程)
- AutoreleasePoolPage每个对象会开辟4096字节内存(也就是虚拟内存一页的大小),除了上面的实例变量所占空间,剩下的空间全部用来储存autorelease对象的地址
- 上面的
id *next
指针作为游标指向栈顶最新add进来的autorelease对象的下一个位置 - 一个AutoreleasePoolPage的空间被占满时,会新建一个AutoreleasePoolPage对象,连接链表,后来的autorelease对象在新的page加入
所以,若当前线程中只有一个AutoreleasePoolPage对象,并记录了很多autorelease对象地址时内存如下图:
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
释放时刻
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:
- 根据传入的哨兵对象地址找到哨兵对象所处的page
- 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 - 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。
【附加内容】
Autorelease返回值的快速释放机制
值得一提的是,ARC下,runtime有一套对autorelease返回值的优化策略。
比如一个工厂方法:
+ (instancetype)createSark {
return [self new];
}
// caller
Sark *sark = [Sark createSark];
秉着谁创建谁释放的原则,返回值需要是一个autorelease对象才能配合调用方正确管理内存,于是乎编译器改写成了形如下面的代码:
+ (instancetype)createSark {
id tmp = [self new];
return objc_autoreleaseReturnValue(tmp); // 代替我们调用autorelease
}
// caller
id tmp = objc_retainAutoreleasedReturnValue([Sark createSark]) // 代替我们调用retain
Sark *sark = tmp;
objc_storeStrong(&sark, nil); // 相当于代替我们调用了release
一切看上去都很好,不过既然编译器知道了这么多信息,干嘛还要劳烦autorelease这个开销不小的机制呢?于是乎,runtime使用了一些黑魔法将这个问题解决了。
黑魔法之Thread Local Storage
Thread Local Storage(TLS)线程局部存储,目的很简单,将一块内存作为某个线程专有的存储,以key-value的形式进行读写,比如在非arm架构下,使用pthread提供的方法实现:
void* pthread_getspecific(pthread_key_t);
int pthread_setspecific(pthread_key_t , const void *);
说它是黑魔法可能被懂pthread的笑话- -
在返回值身上调用objc_autoreleaseReturnValue
方法时,runtime将这个返回值object储存在TLS中,然后直接返回这个object(不调用autorelease);同时,在外部接收这个返回值的objc_retainAutoreleasedReturnValue
里,发现TLS中正好存了这个对象,那么直接返回这个object(不调用retain)。
于是乎,调用方和被调方利用TLS做中转,很有默契的免去了对返回值的内存管理。
于是问题又来了,假如被调方和主调方只有一边是ARC环境编译的该咋办?(比如我们在ARC环境下用了非ARC编译的第三方库,或者反之)
只能动用更高级的黑魔法。
黑魔法之__builtin_return_address
这个内建函数原型是char *__builtin_return_address(int level)
,作用是得到函数的返回地址,参数表示层数,如__builtin_return_address(0)表示当前函数体返回地址,传1是调用这个函数的外层函数的返回值地址,以此类推。
- (int)foo {
NSLog(@"%p", __builtin_return_address()); // 根据这个地址能找到下面ret的地址
return ;
}
// caller
int ret = [sark foo];
看上去也没啥厉害的,不过要知道,函数的返回值地址,也就对应着调用者结束这次调用的地址(或者相差某个固定的偏移量,根据编译器决定)
也就是说,被调用的函数也有翻身做地主的机会了,可以反过来对主调方干点坏事。
回到上面的问题,如果一个函数返回前知道调用方是ARC还是非ARC,就有机会对于不同情况做不同的处理
黑魔法之反查汇编指令
通过上面的__builtin_return_address加某些偏移量,被调方可以定位到主调方在返回值后面的汇编指令
:
// caller
int ret = [sark foo];
// 内存中接下来的汇编指令(x86,我不懂汇编,瞎写的)
movq ??? ???
callq ???
而这些汇编指令在内存中的值是固定的,比如movq对应着0x48。
于是乎,就有了下面的这个函数,入参是调用方__builtin_return_address传入值
static bool callerAcceptsFastAutorelease(const void * const ra0) {
const uint8_t *ra1 = (const uint8_t *)ra0;
const uint16_t *ra2;
const uint32_t *ra4 = (const uint32_t *)ra1;
const void **sym;
// 48 89 c7 movq %rax,%rdi
// e8 callq symbol
if (*ra4 != 0xe8c78948) {
return false;
}
ra1 += (long)*(const int32_t *)(ra1 + ) + 8l;
ra2 = (const uint16_t *)ra1;
// ff 25 jmpq *symbol@DYLDMAGIC(%rip)
if (*ra2 != 0x25ff) {
return false;
}
ra1 += 6l + (long)*(const int32_t *)(ra1 + );
sym = (const void **)ra1;
if (*sym != objc_retainAutoreleasedReturnValue)
{
return false;
}
return true;
}
它检验了主调方在返回值之后是否紧接着调用了objc_retainAutoreleasedReturnValue
,如果是,就知道了外部是ARC环境,反之就走没被优化的老逻辑。
其他Autorelease相关知识点
使用容器的block版本的枚举器时,内部会自动添加一个AutoreleasePool:
[array enumerateObjectsUsingBlock:^(id obj, NSUInteger idx, BOOL *stop) {
// 这里被一个局部@autoreleasepool包围着
}];
当然,在普通for循环和for in循环中没有,所以,还是新版的block版本枚举器更加方便。for循环中遍历产生大量autorelease变量时,就需要手加局部AutoreleasePool咯
Autorelease对象什么时候释放?的更多相关文章
- autorelease的对象何时被释放
autorelease的对象何时被释放 参考答案: 如果了解一点点Run Loop的知道,应该了解到:Run Loop在每个事件循环结束后会去自动释放池将所有自动释放对象的引用计数减一,若引用计数变成 ...
- C++对象创建与释放
创建对象有以下四种形式: #include <iostream> using namespace std; class A{ private: int i; public: A(){ co ...
- OC对象,自动释放池,OC与C语言的区别
在C语言中,编程都是面向过程的编程,每一个代码块都严格按照从上至下的顺序执行,在代码块之间同样也是这样, 但是在OC中往往不是这样,OC和C++.java等语言一样,都是面向对象的编程语言,在代码的执 ...
- using 中写 return 一样会释放using 中对象 但是会在外面定义一个一样的对象 赋值后 释放 最后 return 外面定义的那个对象
static DataTable getDataTable() { ")) { SqlCommand com = new SqlCommand("", con); Sql ...
- 解决IE浏览器IFrame对象内存不释放问题
最近项目组发现在使用showModalDialog弹出窗体中如果包含IFrame对象,则IFrame对象占用的内存资源在窗体关闭后不会释放.弹出关闭反复多次后,IE浏览器内存占用可超过数百M,严重时I ...
- 使用C++为对象分配与释放内存时的几个好习惯
本文为大便一箩筐的原创内容,转载请注明出处,谢谢:http://www.cnblogs.com/dbylk/ 最近在为公司的项目写内存泄漏定位工具,遇到一些关于C++构造与析构对象的问题,在此记录一下 ...
- .NET Core 对象( Transient、Scope、Singleton )生命周期详解 (对象创建以及释放)
首先我们在VS2019中创建一个.NET Core的控制台程序,方便演示: 需要安装两个依赖包 Microsoft.Extensions.DependencyInjection 依赖注入对象的具体实现 ...
- Autorelease机制讲解
Autorelease机制是在iOS内存管理中的一员.在MRC中,是通过调用[obj autorelease]来延迟内存释放:在ARC中,我们已经完全不需要知道Autorelease就能很好地管理好内 ...
- 黑幕背后的Autorelease
http://blog.sunnyxx.com/2014/10/15/behind-autorelease/ 我是前言 Autorelease机制是iOS开发者管理对象内存的好伙伴,MRC中,调用[o ...
随机推荐
- 精仿百思不得姐客户端应用iOS源码
XFBaiSiBuDeJie 高仿百思不得姐客户端 初次学习使用RAC,还不是怎么熟悉,使用的仍是MVC模式,MVVM还在摸索中... 如果大家觉得还不错,请给颗星星支持下~~~ 程序中使用到的库 A ...
- (三)SpringMVC之常用注解
SpringMVC的常用注解 注解 说明 @Controller 用于说明这个类是一个控制器 @RequestMapping 用于注释一个控制器类或者控制器类的方法 @RequestParam 用于将 ...
- 一个具体的例子学习Java volatile关键字
相信大多数Java程序员都学习过volatile这个关键字的用法.百度百科上对volatile的定义: volatile是一个类型修饰符(type specifier),被设计用来修饰被不同线程访问和 ...
- (转)SpringMVC学习(二)——SpringMVC架构及组件
http://blog.csdn.net/yerenyuan_pku/article/details/72231385 相信大家通过前文的学习,已经对SpringMVC这个框架多少有些理解了.还记得上 ...
- HibernateDaoSupport类的底层中hql操作使用
spring的ApplicationContex.xml 中配置 sql 查询方法: 加载数据源的两种方式: <!--方式一:使用 c3p0 连接池 加载数据源 --> <bean ...
- JavaScript reduce() 方法
转载:http://www.runoob.com/jsref/jsref-reduce.html JavaScript Array 对象 实例 计算数组元素相加后的总和: var numbers = ...
- (64)zabbix正则表达式应用
概述 在前面的<zabbix low-level discovery>一文中有filter一项,用于从结果中筛选出你想要的结果,比如我们在filter中填入^ext|^reiserfs则表 ...
- Git学习——版本切换
版本回退 回退到前面几个版本的命令如下: git reset --hard HEAD^ //回退到前一个版本 git reset --hard HEAD^^ //回退到前前一个版本 git reset ...
- JavaWeb项目中集成Swagger API文档
1.增加依赖 <dependency> <groupId>io.springfox</groupId> <artifactId>springfox-sw ...
- 解决zend studio代码无法自动提示的3个方法
最近电脑重装,索性把用了好多年的老版本7.x 升级了,网上下载了一个12.x的破解版. 起初一切正常,等导入项目开始开发的时候发现PHP函数尽然没有提示,一脸懵逼! 经过多方查阅和尝试,现在分享3个解 ...