内存管理总结-autoreleasePool
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了内存管理总结-autoreleasePool相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
序言
无论是在MRC时期还是ARC时期，做过开发的程序员都接触过autoreleasepool。尽管接触过但本人对它还不是很了解。本文只是将自己的理解说出来。在内存管理的文章中提到了OC的内存管理是通过引用计数来完成的，也介绍了可以通过内存管理的方法（alloc/retain/new/copy等）来使引用计数加1，使用release方法来使引用计数减1。在我们创建了大量对象的时候，如果还是手动调用release方法来释放它们就显得太繁琐了。本文章将介绍内存管理的另外一种机制-autoreleasepool。
autoreleasepool概念
自动释放池是NSAutoreleasePool的实例，其中包含了收到autorelease消息的对象。当一个自动释放池自身被销毁（dealloc）时，它会给池中每一个对象发送一个release消息（如果你给一个对象多次发送autorelease消息，那么当自动释放池销毁时，这个对象也会收到同样数目的release消息）。可以看出，一个自动释放的对象，它至少能够存活到自动释放池销毁的时候。这样看来它是一种延迟释放机制，这样保证局部堆上的变量能够被外部正常使用。
这里说一下，在Xcode5以前是通过NSAutoreleasePool创建实例来实现的，代码如下：
NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
// code
[pool drain];@autoreleasepool {
// code
}下面通过代码来简单的看一下autoreleasepool是如何进行内存管理的。
新建一个HXPerson类，重写其dealloc方法，代码如下：
- (void)dealloc {
NSLog(@"HXPerson dealloc");
[super dealloc];
}无autoreleasepool情况：
int main(int argc, const char * argv[]) {
HXPerson *person = [[HXPerson alloc] init];
[person release];
return 0;
}int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// 根据上面介绍的，我们要在初始化的时候，调用autorelease方法
HXPerson *person = [[[HXPerson alloc] init] autorelease];
}
return 0;
}autorelease作用：
- 对象执行autorelease方法时会将对象添加到自动释放池中
- 当自动释放池销毁时自动释放池中所有对象作release操作
- 对象执行autorelease方法后自身引用计数器不会改变，而且会返回对象本身
- autorelease实际上只是把对象release的调用延迟了，对于对象的autorelease系统只是把当前对象放入了当前对应的autorelease pool中，当该pool被释放时（[pool drain]），该pool中的所有对象会被调用Release,从而释放使用的内存。这个可以说是autorelease的优点，因为无需我们再关注他的引用计数，直接交给系统来做！
- 对于操作占用内存比较大的对象的时候不要随便使用，担心对象释放的时间太迟，造成内存高峰， 但是操作占用内存比较小的对象可以使用
autoreleasepool创建
上篇文章中讲到runLoop的时候就提到autoreleasepool。 App启动后，系统在主线程runLoop里注册两个Observser,其回调都是_wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()。第一个 Observer 监视的事件是 Entry(即将进入Loop)，其回调内会调用 _objc_autoreleasePoolPush() 创建自动释放池。其优先级最高，保证创建释放池发生在其他所有回调之前。第二个 Observer 监视了两个事件： BeforeWaiting(准备进入休眠) 时调用_objc_autoreleasePoolPop() 和 _objc_autoreleasePoolPush() 释放旧的池并创建新池；Exit(即将退出Loop) 时调用 _objc_autoreleasePoolPop() 来释放自动释放池。这个 Observer 优先级最低，保证其释放池子发生在其他所有回调之后。在主线程执行的代码，通常是写在诸如事件回调、Timer回调内的。这些回调会被runLoop创建好的AutoreleasePool环绕着，所以不会出现内存泄漏，开发者也不必显示创建Pool。可见开发过程中我们没有创建autoreleasepool，系统也会帮我们创建。这就解释了，为什么开发中没有创建autoreleasepool也没有内存泄露的原因了。关于runLoop
通过下面的例子，我们来看一下，runLoop创建的autoreleasepool是不是真的帮我们管理了内存。
__weak id reference = nil;
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"autoreleasePool"];
// str是一个autorelease对象，设置一个weak的引用来观察它
reference = str;
NSLog(@"%@", reference); // Console: autoreleasePool
}
- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
[super viewWillAppear:animated];
NSLog(@"%@", reference); // Console: autoreleasePool
}
- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {
[super viewDidAppear:animated];
NSLog(@"%@", reference); // Console: (null)
}当然，我们也可以不用等到当前runLoop结束，选择手动干预Autorelease对象的释放时机：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
@autoreleasepool {
NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"autoreleasePool"];
}
NSLog(@"%@", str); // Console: (null)
}autoreleasepool作用
autoreleasepool实质
现在以ARC环境来分析其原理。runLoop创建的autoreleasepool实例我们就以@autoreleasepool形式呈现。新建项目之后，其中的main函数如下：
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}需要注意的是：整个ios的应用都是包含在一个自动释放池block中的。
继续我们的主题。我们知道autoreleasepool是一个自动释放池，那么它到底是一个什么样的数据结构呢？我们在命令行中使用 clang -rewrite-objc main.m 让编译器重新改写这个文件，编译完后，会在该文件目录下多一个.cpp文件。打开这个文件。滚到最底部。可以看到如下代码：（删除掉多余的代码）
int main(int argc, const char * argv[]) {
/* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
}
return 0;
}__AtAutoreleasePool 的结构体，前面的注释写到
/* @autoreleasepopl */ 。也就是说
@autoreleasepool {} 被转换为：
{
__AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
}struct __AtAutoreleasePool {
__AtAutoreleasePool() {atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}
~__AtAutoreleasePool() {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}
void * atautoreleasepoolobj;
};objc_autoreleasePoolPush() 方法，会在析构时调用
objc_autoreleasePoolPop 方法。所以我们可以进一步将main函数中的代码改写为如下：
int main(int argc, const char * argv[]) {
{
void * atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
// do whatever you want
objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
}
return 0;
} objc_autoreleasePoolPush 和 objc_autoreleasePoolPop 的实现：
void *objc_autoreleasePoolPush(void) {
return AutoreleasePoolPage::push();
}
void objc_autoreleasePoolPop(void *ctxt) {
AutoreleasePoolPage::pop(ctxt);
}AutoreleasePoolPage 对应
静态方法
push 和
pop 的封装。
AutoreleasePoolPage
那么AutoreleasePoolPage又是一个什么东东呢？，它的定义可以在NSObject.mm文件中看到，定义如下：
class AutoreleasePoolPage {
magic_t const magic;
id *next;
pthread_t const thread;
AutoreleasePoolPage * const parent;
AutoreleasePoolPage *child;
uint32_t const depth;
uint32_t hiwat;
};magic用于对当前AutoreleasePoolPage完整性 的校验thread保存了当前页所在的线程
每一个自动释放池都是由一系列的 AutoreleasePoolPage 组成的，并且每一个 AutoreleasePoolPage 的大小都是4096 字节（16 进制 0x1000）
#define I386_PGBYTES 4096
#define PAGE_SIZE I386_PGBYTESparent和child就是用来构造双向链表的指针。
自动释放池中的 AutoreleasePoolPage 是以 双向链表 的形式连接起来的：
假设我们的一个 AutoreleasePoolPage 被初始化在内存的 0x100816000 ~ 0x100817000 中，它在内存中的结构如下：
其中有 56 bit 用于存储 AutoreleasePoolPage 的成员变量，剩下的 0x100816038 ~ 0x100817000 都是用来存储 加入到自动释放池中的对象 。
begin() 和 end() 这两个类的实例方法帮助我们快速获取 0x100816038 ~ 0x100817000 这一范围的边界地址。
- next 指向了下一个为空的内存地址，如果 next 指向的地址加入一个 object ，它就会如下图所示 移动到下一个为空的内存地址中 ：
- 关于
hiwat和depth在文章中并不会进行介绍，因为它们并不影响整个自动释放池的实现，也不在关键方法的调用栈中。
POOL_SENTINEL（哨兵对象）
到了这里，你可能想要知道 POOL_SENTINEL 到底是什么，还有它为什么在栈中。首先回答第一个问题： POOL_SENTINEL 只是 nil 的别名。 定义如下：
#define POOL_SENTINEL nilobjc_autoreleasePoolPush 的时候，都会把一个
POOL_SENTINEL push 到自动释放池的栈顶，并且返回这个
POOL_SENTINEL 哨兵对象。
int main(int argc, const char * argv[]) {
{
void * atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
// do whatever you want
objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
}
return 0;
}
上面的 atautoreleasepoolobj 就是一个 POOL_SENTINEL 。而当方法 objc_autoreleasePoolPop 调用时，就会向自动释放池中的对象发送 release 消息，直到POOL_SENTINEL ：
以上是关于内存管理总结-autoreleasePool的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
iOS基础 - autorelease 和 autoreleasepool