深入浅出autorelease

最近工作闲下来,回头看了看关于内存管理方面的东西,其中重点看了下autorelease。

autorelease,顾名思义,就是自动释放,看上去很ARC,其实它更像C语言中的自动变量(当某自动变量超出其作用域,该变量会被自动废弃)

{
  int index;
}  /* 因为超出变量作用域,自动变量index被废弃,不可访问*/

autorelease类似于C语言的自动变量那样对待对象实例,当超出其作用域,对象实例的release方法被调用。

autorelease的具体使用:

NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc]init];
NSObject *object = [NSObject alloc]init];
[object autorelease];
[pool drain];

其中最后的“ [pool drain] 类似于 [object release] ”

通过以上代码,我们可以知道,只要不废弃NSAutoreleasePool,那么生成的对象都不会被废弃,因此有时候会产生内存不足的现象。比如在一个for循环中,大量创建autorelease对象,这个时候就必须在for循环内部适当的地方生成、持有或废弃。

if (int i = 0; i < 10000; i++){
    NSAutoreleasePool * pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
  // ... 大量产生autorelease对象
    [pool drain];

}

但是正常我们编写代码,很少使用NSAutoreleasePool来释放对象。
那是因为在cocoa框架中,主线程中的Runloop,会对NSAutoreleasePool对象进行生成、持有和废弃。

屏幕快照 2016-12-10 13.46.22.png

每个runloop中都创建一个Autorelease Pool,并在runloop的末尾进行释放,
所以,一般情况下,每个接受autorelease消息的对象,都会在下个runloop开始前被释放。也就是说,在一段同步的代码中执行过程中,生成的对象接受autorelease消息后,一般是不会在代码段执行完成前释放的。


autorelease的具体实现:

autorelease的具体实现,在objc4库 runtime/NSobject.mm类中有介绍,objc4库开源,源码在这里可以下载https://github.com/opensource-apple/objc4

介于C++代码实现较为复杂,我们先看看GNUstep的实现。

[object autorelease];

这里调用NSObject类的autorelease实例方法。
GNUstep/modules/core/base/Source/NSObject.m autorelease

- (id)autorelease {
    [NSAutoreleasePool addObject:self];
}  

autorelease方法本质就是调用NSAutoreleasePool的addObject类方法。

接下来看看NSAutoreleasePool类方法addObject的实现。
GNUstep/modules/core/base/Source/NSAutoreleasePool.m

+ (void)addObject:(id)anObj {

    NSAutoreleasePool *pool = 取得正在使用的NSAutoreleasePool对象;
    if (pool) {
        [pool addObject:anObj];
    }
}

addObject类方法,调用正在使用的NSAutoreleasePool对象的实例方法。

接下来看看addObject实例方法的实现

- (void)addObject:(id)anObj {
    [array addObject:anObj];
}

说明如果调用NSObject类的autorelease实例方法,最终该对象会被添加到正在使用的NSAutoreleasePool对象中的数组里。

最后看看被添加进去的对象是如何被释放的:[pool drain]

- (void)drain {
    [self dealloc];
}

- (void)dealloc {
    [self emptyPool];
    [array release];
}

- (void)emptyPool {
    for (id obj in array) {
        [obj release];
    }
}

虽然调用了好几个方法,但我们能看到,被添加到NSAutoreleasePool数组中的所有对象都调用了release实例方法,都会被释放掉。

看到这里,大家应该大致清楚autorelease内部实现,但这是GNUstep的实现,我们再来看看Apple的实现。具体可通过查看objc4库 runtime/NSObject.mm 中的AutoreleasePoolPage类来确认。

屏幕快照 2016-12-10 12.46.56.png

这个类有大概近500行代码,但最主要的其实就其中五个方法。

class AutoreleasePoolPage {

    static inline void *push {   
      // 相当于生成或持有NSAutoreleasePool类对象
    }

    static inline void *pop(void *token) {
      // 相当于废弃NSAutoreleasePool类对象
      releaseAll();
    }

    static inline id autorelease (id obj) {
      // 相当于NSAutoreleasePool类的addObject类方法
      AutoreleasePoolPage *autoreleasePoolPage = 取得当前正在使用的AutoreleasePoolPage实例;
      autoreleasePoolPage->add(obj);     
    }

    id *add (id obj) {
       //   相当于调用NSAutoreleasePool类的addObject实例方法,将对象追加到内部数组中
    }

    void releaseAll () {
        //  调用内部数组中对象的release实例方法,类似GNUstep中的emptyPool方法
    }

};

根据AutoreleasePoolPage类中的5个方法,NSObject类中实现了以下三个方法:

 void *objc_autoreleasePoolPush(void) {
      if (UseGC) return nil;
      return AutoreleasePoolPage::push();
}

void objc_autoreleasePoolPop(void *ctxt) {
    if (UseGC) return;
    AutoreleasePoolPage::pop(ctxt);
}

id *objc_autorelease(id obj) {
   return AutoreleasePoolPage::autorelease(obj);
}

我们再返回来看看这段代码:

 NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc]init];
/* 等同于objc_autoreleasePoolPush()*/

NSObject *object = [NSObject alloc]init];

[object autorelease];
/* 等同于objc_autorelease(obj)*/

[pool drain];
/* 等同于objc_autoreleasePoolPop(pool)*/

读到这里,相信读者对autolerease的使用和内部实现都有了一个非常清晰的了解。

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