iOS---NSAutoreleasePool自动释放原理及详解

Posted 2020-06-17

当您向一个对象发送一个autorelease消息时，Cocoa就会将该对象的一个引用放入到最新的自动释放池。它仍然是个正当的对象，因此自动释放池 定义的作用域内的其它对象可以向它发送消息。当程序执行到作用域结束的位置时，自动释放池就会被释放，池中的所有对象也就被释放。

1. ojc-c 是通过一种"referring counting"(引用计数)的方式来管理内存的, 对象在开始分配内存(alloc)的时候引用计数为一,以后每当碰到有copy,retain的时候引用计数都会加一, 每当碰到release和autorelease的时候引用计数就会减一,如果此对象的计数变为了0, 就会被系统销毁.
2. NSAutoreleasePool 就是用来做引用计数的管理工作的,这个部分后面会详细说到.
3. autorelease和release没什么区别,只是引用计数减一的时机不同而已,autorelease会在对象的使用真正结束的时候才做引用计数减一.


NSAutoreleasePool详解：
1. NSAutoreleasePool实际上是个对象引用计数自动处理器。NSAutoreleasePool可以同时有多个，它的组织是个栈，总是存在一 个栈顶pool，也就是当前pool，每创建一个pool，就往栈里压一个，改变当前pool为新建的pool，然后，每次给pool发送drain消 息，就弹出栈顶的pool，改当前pool为栈里的下一个 pool。


2. 在程序的入口main函数就调用NSAutoreleasePool，这样保证程序中不调用NSAutoreleasePool，但在退出时自动释放。新开线程最好实现NSAutoreleasePool（当我们点击一个App中的一个按钮或者其他可以触碰开启新业务的UI控件，在程序里面就会自动开启一条新线程，当我们不用这个业务的时候，就需要程序帮我们提前在“程序的主窗口的所有代码编译结束后”之前关闭这条线程以优化线程的使用，一定程度上尽量避免线程开启太多占用CPU严重引起的卡顿问题）（业务逻辑处理-业务线程优化）


3. NSAutoreleasePool的管理范围是在NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc]init];与[pool release];之间的对象


4. NSAutoreleasePool *pool=[[NSAutoreleasePool alloc] init];
当执行[pool autorelease]的时候，系统会进行一次内存释放，把autorelease的对象释放掉，如果没有NSAutoreleasePool , 那这些内存不会释放
注意，对象并不是自动被加入到当前pool中，而是需要对对象发送autorelease消息，这样，对象就被加到当前pool的管理里了。当当前pool接受到drain消息时，它就简单的对它所管理的所有对象发送release消息。
例如

NSAutoreleasePool * pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
NSString* nsstring;
char* cstring = "Hello CString";
nsstring = [NSString stringWithUTF8String:cstring];
[pool release];（这一行代码就是在给pool发送drain消息了）
drain

5. alloc的对象必须显示释放
例如：
NSAutoreleasePool * pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
NSString* string = [[NSString alloc] init];
[string stringByAppendingString:@"Hello World!"];
[pool release];
[nsstring release];///


6如果使用Automatic Reference Counting(ARC).不能直接使用autorelease pools,而是使用@autoreleasepool{},
@autoreleasepool{}比直接使用NSAutoreleasePool效率高。不使用ARC的时候也可以使用(autorelease嵌套：)

7 在引用计数环境中，drain和release一样，但是在garbage-collected环境中，使用drain，触发GC（in a garbage-collected environment, triggers garbage collection if the memory allocated since the last collection is greater than the current threshold）。

8.既然设置了ARC，为什么还要使用@autoreleasepool?

ARC 并不是舍弃了 @autoreleasepool，而是在编译阶段帮你插入必要的 retain/release/autorelease 的代码调用。

所以，跟你想象的不一样，ARC 之下依然是延时释放的，依然是依赖于 NSAutoreleasePool，跟非 ARC 模式下手动调用那些函数本质上毫无差别，只是编译器来做会保证引用计数的正确性。

参考：

• Retain count semantics in ARC
• What‘s @autoreleasepool

官方API摘抄翻译：

autorelease是什么原理？

       Autorelease实际上只是把对release的调用延迟了，对于每一个Autorelease，系统只是把该Object放入了当 前的Autorelease pool中，当该pool被释放时，该pool中的所有Object会被调用Release。

4、autorelease何时释放？

       对于autorelease pool本身，会在如下两个条件发生时候被释放（详细信息请参见第5条）

1）、手动释放Autorelease pool

2）、Runloop结束后自动释放

       对于autorelease pool内部的对象在引用计数的retain == 0的时候释放。release和autorelease pool 的 drain都会触发retain--事件。

5、autorelease释放的具体原理是什么？

       要搞懂具体原理，则要先要搞清楚autorelease何时会创建。

       我们的程序在main()调用的时候会自动调用一个autorelease，然后在每一个 Runloop， 系统会隐式创建一个Autorelease pool，这样所有的release pool会构成一个象CallStack一样的一个栈式结构，在每一个Runloop结束时，当前栈顶的 Autorelease pool（main()里的autorelease）会被销毁，这样这个pool里的每个Object会被release。

       可以把autorelease pool理解成一个类似父类与子类的关系，main()创建了父类，每个Runloop自动生成的或者开发者自定义的autorelease pool都会成为该父类的子类。当父类被释放的时候，没有被释放的子类也会被释放，这样所有子类中的对象也会收到release消息。

       那什么是一个Runloop呢？ 一个UI事件，Timer call， delegate call， 一个鼠标事件,键盘按下(MAC OSX),或者iphone上的触摸事件，异步http连接下后当接收完数据时，都会是一个新的Runloop。

       一般来说，消息循环运行一次是毫秒级甚至微秒级的，因此autorelease的效率仍然是非常高的，确实是一个巧妙的设计。

6、使用有什么要注意的？

1）、NSAutoreleasePool可以创建一个autorelease pool，但该对象本身也需要被释放，如：

1. NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init;
   
2. // Code benefitting from a local autorelease pool.
   
3. [pool release];

复制代码

       在引用计数环境下，使用[pool release]或[pool drain]效果是相同的，drain仅适用于max os高版本，低版本不适用，而release通用，其它并无太大差别。

2）、在ARC下，不能使用上述方式调用autorelease，而应当使用@autoreleasepool，如：

1. @autoreleasepool {
   
2.    // Code benefitting from a local autorelease pool.
   
3. }

复制代码

3）、尽量避免对大内存使用该方法，如图片。对于这种延迟释放机制，还是尽量少用，最好只用在方法内返回小块内存申请地址值的情况下，且参考和领会OC的一些系统方法，如：[NSString stringWithFormat:]。

4）、不要把大量循环操作放到同一个NSAutoreleasePool之间，这样会造成内存峰值的上升。

7、关于多线程，有什么要注意的？

        我还未实际使用到，在官方API翻译出类似如下语句：

1）、对于不同线程，应当创建自己的autorelease pool。如果应用长期存在，应该定期drain和创建新的autorelease pool

       下面这句话摘自官方API，大概是说多线程中如果没有使用到cocoa的相关调用，则不需要创建autorelease pool，我一直没有理解透彻

If, however, your detached thread does not make Cocoa calls, you do not need to create an autorelease pool.

2）、如果不是使用的NSThread，就不要用aoturelease pool，除非你是多线程模式（multithreading mode） ，可以使用NSThread的isMultiThreaded方法测试你的应用是否是多线程模式


详细可以参考官方API的NSAutoreleasePool Class Reference