MJiOS底层笔记--内存管理

亦凉 2022-03-15 02:22 225阅读 0赞

本文属笔记性质，主要针对自己理解不太透彻的地方进行记录。

推荐系统直接学习[小码哥iOS底层原理班][iOS]\---MJ老师的课确实不错，强推一波。

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### 别的 ###

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### CADisplayLink与NSTimer ###

> CADisplayLink(`保证调用频率和屏幕的刷帧频率一致，60FPS(60次/s)`)、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

#### target导致循环引用 ####

如下代码是释放不掉的

- (void)viewDidLoad {
        [super viewDidLoad];
        
        // 保证调用频率和屏幕的刷帧频率一致，60FPS
        self.link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:[MJProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(linkTest)];
        [self.link addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    }
    
    
    - (void)linkTest
    {
        NSLog(@"%s", __func__);
    }
    复制代码

#### \_\_weak为什么解决target的强引用 ####

> block是捕获变量，timer是传递参数。

1.  block在捕获变量时根据变量类型自行进行若引用处理。
2.  timer作为参数传递时，内部接收到的都是对象的地址值，无法获取引用类型。

不过如果是NSTimer的block版本用\_\_weak是可以的

#### 中间代理 ####

1.  用代理隔离self与timer

self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:[MJProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(timerTest) userInfo:nil repeats:YES];
    复制代码

1.  用消息转发将selector发送回self

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
    {
        return self.target;
    }
    复制代码

#### 其他方式释放timer ####

> 比如removeSuperView时之类吧

#### NSObject与NSProxy ####

> NSProxy专门用来做消息转发

1.  消息转发速度快

NSProxy在本类没有该方法的情况下会直接进入消息转发(`methodSignatureForSelector:) 与 (forwardInvocation:`)，并不会去查找父类，动态方法解析等等。

1.  大部分方法都能正确转发

原生方法如果未主动实现，内部直接进入消息转发。比如class，isKindOfClass等等

#### GCD定时器 ####

> GCD的定时器会更加准时

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定时器依赖于系统内核，并不依赖Runloop

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### 内存布局 ###

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### 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

1.  在没有使用Tagged Pointer之前,NSNumber与正常的OC对象一样:
    
    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。
2.  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

1.  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
2.  objc\_msgSend能识别Tagged
3.  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
4.  如何判断一个指针是否为Tagged Pointer？ class
    
    iOS平台，最高有效位是1（第64bit）
    
    Mac平台，最低有效位是1(16进制下为7)
    
    通常来讲，判断最后一位不是0即可

NSLog(@"Person实例的内存地址=%p---指针变量p的内存地址=%p---指针变量p保存的内存地址=%p", p, &p, p);
    复制代码

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### MRC的内存管理 ###

1.  在iOS中，使用引用计数来管理OC对象的内存
2.  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
3.  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 ####

1.  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
2.  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

#### MRC ####

使用return关键字只会管理setget方法中的内存，dealloc中仍然需要自己释放。

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### copy和mutableCopy ###

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### 引用计数 ###

1.  在64bit中，引用计数可以直接存储在优化过的isa指针中
2.  如果引用计数过大，isa中改为1并且将计数存储到SideTable中

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### SideTable ###

> 一个全局table

refcnts是一个存放着对象引用计数的散列表 weak\_table存放着若引用的指针与对象

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### weak ###

> 当一个对象A被若引用指针持有，将会以\[&A,weak指针表\]的形式添加进SideTable中
> 
> 当对象A被释放，可以根据&A查找到所有指向他的weak指针并进行释放

- (void)dealloc {
        _objc_rootDealloc(self);
    }
    
    
    _objc_rootDealloc(id obj)
    {
        assert(obj);
    
        obj->rootDealloc();
    }
    
    objc_object::rootDealloc()
    {
        if (isTaggedPointer()) return;  // fixme necessary?
    
        if (fastpath(isa.nonpointer  &&  //新isa指针
                     !isa.weakly_referenced  &&   //查看该对象是否被若引用了
                     !isa.has_assoc  &&   //关联对象
                     !isa.has_cxx_dtor  &&  //c++析构器
                     !isa.has_sidetable_rc)) //大额引用计数
        {
            assert(!sidetable_present());
            free(this); //直接释放
        } 
        else {
            object_dispose((id)this); 
        }
    }
    
    
    void *objc_destructInstance(id obj) 
    {
        if (obj) {
            // Read all of the flags at once for performance.
            bool cxx = obj->hasCxxDtor();
            bool assoc = obj->hasAssociatedObjects(); 
    
            // This order is important.
            if (cxx) object_cxxDestruct(obj);
            if (assoc) _object_remove_assocations(obj);
            obj->clearDeallocating(); //将指向当前对象的弱指针置位nil
        }
    
        return obj;
    }
    
    
    objc_object::clearDeallocating_slow()
    {
        assert(isa.nonpointer  &&  (isa.weakly_referenced || isa.has_sidetable_rc));
    
        SideTable& table = SideTables()[this]; //获得全局的SideTable
        table.lock();
        if (isa.weakly_referenced) {
            //从表中根据对象地址，释放所有指向他的弱引用指针
            weak_clear_no_lock(&table.weak_table, (id)this);
        }
        if (isa.has_sidetable_rc) {
            table.refcnts.erase(this);
        }
        table.unlock();
    }
    
    复制代码

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### AutoreleasePool ###

@autoreleasepool {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            MJPerson *person = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
        }
    }
    复制代码

cpp中

{ 
        __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; //结构体变量
        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"));
    }
    
    
     struct __AtAutoreleasePool {
        __AtAutoreleasePool() { // 构造函数，在创建结构体的时候调用
            atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
        }
     
        ~__AtAutoreleasePool() { // 析构函数，在结构体销毁的时候调用
            objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
        }
     
        void * atautoreleasepoolobj;
     };
    复制代码

所以本质上就等于

atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush(); //创建释放池
    
    MJPerson *person = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
    
    objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj); //释放释放池
    复制代码

#### AutoreleasePool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

#### push，pop，autorelease ####

1.  在调用`objc_autoreleasePoolPush()`时，插入`POLL_BOUNDARY`并返回地址0x1038
2.  每个调用`autorelease`的对象都会被插入到AutoreleasePoolPage中
3.  在调用`objc_autoreleasePoolPop(0x1038)`时，从当前位置到`0x1038`所有的对象都会被执行`release`操作。

**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);
    复制代码

#### AutoreleasePool的维护 ####

1.  始终有一个被标记`hotPage`的活跃`AutoreleasePoolPage`被系统持有
2.  `page`之间通过双向链表链接
3.  如果`push/autorelease`操作时当前page已满，将会创建一个`page`或跳转到下一个`page`。

#### runloop与AutoreleasePool ####

> iOS在主线程的Runloop中注册了2个Observer，监听了三个状态。并适时操作AutoreleasePool

1.  第1个Observer监听了kCFRunLoopEntry事件
    
    在进入runloop时，会调用objc\_autoreleasePoolPush()
2.  第2个Observer监听了kCFRunLoopBeforeExit事件
    
    在退出runloop时，会调用objc\_autoreleasePoolPop()
3.  第2个Observer还监听了kCFRunLoopBeforeWaiting事件
    
    在当前循环结束，准备休眠时时，会调用objc\_autoreleasePoolPop()随后再调用一次objc\_autoreleasePoolPush()

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### autorelease对象 ###

借用群里一位大佬的解释

**一般除了init其他基本上都是autorelease的，包括C函数返回对象**

也就是说init方法放回的对象，默认是会被`retain/release`,而其他的对象默认会`autorelease`。

很显然的，二者的释放时机不同，所以才会有如下情况发生。

[iOS]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Fwww.520it.com%2Fzt%2Fios_mj%2F