内存管理

2020-05-20

字数统计: 1k字 | 阅读时长≈ 4分

1. 内存布局

stack: 栈区, 方法调用. (高地址)
heap: 堆区, 通过alloc等分配的对象
bss: 未初始化的全局变量等
data: 已初始化的全局变量等
text: 程序代码

2. 内存管理方案

系统方案

TaggedPointer (小对象: 如 NSNumber)
NONPOINTER_ISA (非指针型isa, arm64架构程序)
散列表(side tables) (spinlock_t(自旋锁), RefcountMap(引用计算表), weak_table_t(弱引用表))

快速分流

Side Tables的本质是一张Hash表. [对象指针(Key) ==(hash函数)=> Side Table(Value)]
Hash查找: 给定值是对象的内存地址, 目标值是数组下标索引.

3. 数据结构

Spinlock_t

“忙等”的锁
适用于轻量访问

RefcountMap

hash表实现, 提高查找效率.
ptr ==(DisguisedPtr(objc_object)) ==> size_t

weak_table_t

对象指针(key) ==(hash函数)==> weak_entry_t(value)

4. MRC

手动引用计数
(MRC特有)retain, release, retainCount, autorelease,
alloc, dealloc

5. ARC

自动引用计数
ARC是LLVM(编译器)和Runtime协作的结果.
ARC中禁用手动调用retain, release, retainCount, dealloc(不能显式调用[super dealloc])
ARC中新增weak, strong属性关键字

6. 引用计数管理

alloc实现

经过一系列的函数调用, 最终调用C函数calloc
此时并没有设置引用计数为1

retain实现

// 两次hash查找
SideTable & table = SideTables()[this];
size_t & refcntStorage = table.refcnts[this];
refcnStorage += SIDE_TABLE_RC_ONE;

release实现

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SideTable & table = SideTables()[this];
RefcountMap::iterator it = table.refcnts.find(this);
it->second -= SIDE_TABLE_RC_ONE;

retainCount实现

SideTable & table = SideTables()[this];
size_t refcnt_result = 1
RecountMap::iterator it = table.refcnts.find(this);
refcnt_result += it->second >> SIDE_TABLE_RC_SHIFT;

dealloc实现 (重点)

是否可以释放的判断条件

nonpointer_isa
weakly_referenced
has_assoc
has_cxx_dtor
has_sidetablt_rc

条件都不满足直接调用C函数free()

否则调用objc_dispose()

objc_dispose内部实现

objc_destructInstance()
C函数free()

objc_destructInstance()内部实现

hasCxxDtor -> object_cxxDestruct
hasAssociatedObjects -> _object_remove_asscations()
clearDeallocating()

clearDeallocating()内部实现

...
sidetable_clearDeallocating()
// 将指向对象的弱引用指针置为nil
weak_clear_no_lock()
// 从引用计数表中擦除该对象引用计数
table.refcnts.erase()

7. 弱引用管理

添加weak变量

object_initWeak() -> storeWeak() -> weak_register_no_lock()

清除weak变量, 同时设置指向为nil

dealloc() -> … -> weak_clear_no_lock()

8. 自动释放池

@autoreleasepool

// @autoreleasepool{} 是下面两个方法的封装回调
objc_autorelesePoolPush()
{ }
objc_autorelesePoolPop() // 批量操作

数据结构

是以栈为节点通过双向链表的形式组合而成
是和线程一一对应的

疑点

1. viewdidload中创建的对象什么时候释放?

1	在当次runloop将要结束的时候, 调用AutoreleasePoolPage::pop()操作

2. @autoreleasepool 为什么可以嵌套调用?

1	多层嵌套就是多次插入哨兵对象

3. @autoreleasepool使用场景

1	在for循环中alloc图片数据等内存消耗较大的场景手动插入autoreleasepool

9. 循环引用

分3中类型

自循环引用 (对象强持有(strong)成员变量, 成员变量再被赋值当前对象)
相互循环引用
多循环引用

常见场景

代理
Block
NSTimer
大环引用

如何解除

避免产生循环引用, (__weak, __block, __unsafe_unretained(因无引用计数, 效果同__weak))
断环

关于__block

MRC下, __block修饰对象不会增加引用计数, 可以避免循环引用
ARC下, __block修饰对象会被强引用, 无法避免循环引用, 需要手动解环

关于__unsafe_unretained

修饰对象不会增加引用计数, 可以避免循环引用
如果被修饰对象在某一时机被释放, 会产生悬垂指针

NSTimer循环引用问题

总结

什么是ARC?

1	ARC是由LLVM编译器和Runtime共同协作实现自动引用计数的结果

为什么weak指针指向的对象在废弃之后会被自动置为nil?

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当一个对象被dealloc()之后, 在dealloc的内部实现中会调用弱引用清除函数 weak_clear_no_lock(), 
然后在这个函数的内部实现中, 会根据当前对象指针通过hash查找弱引用表, 
拿到当前对象所相对应的弱引用列表, 遍历这个列表的所有弱引用指针都置为nil.