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1.下面代碼執行結果如何

// Person.h
@interface Person : NSObject
@property (copy, nonatomic) NSMutableArray *data;
@end

// 調用
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    
    Person *p = [[Person alloc] init];
    
    p.data = [NSMutableArray array];
    [p.data addObject:@"jack"];
    [p.data addObject:@"rose"];
    NSLog(@"end");
}

運行結果

image.png

- (void)setData:(NSArray *)data {
    if (_data != data) {
        [_data release];
        _data = [data copy];
    }
}

分析:因為data是copy屬性，所以在其set方法里先執行判斷，然后執行release操作，最后執行copy操作，變成了一個不可變對象。

二 copy

拷貝的目的：產生一個副本對象，跟源對象互不影響
修改了源對象，不會影響副本對象
修改了副本對象，不會影響源對象

iOS提供了2個拷貝方法

copy 不可變拷貝，產生不可變副本
mutableCopy可變拷貝，產生可變副本

深拷貝和淺拷貝

深拷貝 內容拷貝，產生新的對象
淺拷貝 指針拷貝，沒有產生新的對象

copy和mutableCopy 圖解

image.png

1.copy都是不可變拷貝，產生不可變副本。mutableCopy都是可變拷貝，產生可變副本。
2.除了不可變對象的copy是淺拷貝，其他都是深拷貝。

三引用計數的存儲

在64bit中，引用計數可以直接存儲在優化過的isa指針中，也可能存儲在SideTable類中

image.png

refcnts是一個存放著對象引用計數的散列表

四 weak實現原理 - dealloc

當一個對象要釋放時，會自動調用dealloc，接下的調用軌跡是

1.dealloc
2._objc_rootDealloc
3.rootDealloc
4.object_dispose
5.objc_destructInstance、free

image.png

五自動釋放池

自動釋放池的主要底層數據結構是：__AtAutoreleasePool、AutoreleasePoolPage
調用了autorelease的對象最終都是通過AutoreleasePoolPage對象來管理的
__AtAutoreleasePool結構體

 struct __AtAutoreleasePool {
    __AtAutoreleasePool() { // 構造函數，在創建結構體的時候調用
        atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
    }
 
    ~__AtAutoreleasePool() { // 析構函數，在結構體銷毀的時候調用
        objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
    }
 
    void * atautoreleasepoolobj;
 };

下面將代碼進行轉換

@autoreleasepool {
    Person *p4 = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
}

將上述代碼轉成C++代碼

 {
    __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
    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"));
 }

去除一些不必要的代碼后變成下面這個樣子

 {
    __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
   MJPerson *person = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
 }

又因為__AtAutoreleasePool是一個結構體，所以創建時會調用其構造函數__AtAutoreleasePool()，當離開其作用域后，會調用其析構函數~__AtAutoreleasePool()，所以上面的代碼又可以轉換成下面的代碼

atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
Person *person = [[[Person alloc] init] autorelease];
objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);

5.0 自動釋放池

自動釋放池的主要底層數據結構是：__AtAutoreleasePool、AutoreleasePoolPage
調用了autorelease的對象最終都是通過AutoreleasePoolPage對象來管理的

源碼分析

clang重寫@autoreleasepool
objc4源碼：NSObject.mm

image.png

變量說明

magic 用來校驗 AutoreleasePoolPage 的結構是否完整
next指向最新添加的 autoreleased 對象的下一個位置，初始化時指向 begin()
thread 指向當前線程
parent指向父結點，第一個結點的 parent 值為 nil
child 指向子結點，最后一個結點的 child 值為 nil
depth 代表深度，從 0 開始，往后遞增 1
hiwat 代表 high water mark

5.1 AutoreleasePoolPage的結構

每個AutoreleasePoolPage對象占用4096字節內存，除了用來存放它內部的成員變量，剩下的空間用來存放autorelease對象的地址
所有的AutoreleasePoolPage對象通過雙向鏈表的形式連接在一起

image.png

atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
Person *person = [[[Person alloc] init] autorelease];
objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);

上圖的執行步驟說明

調用push方法會將一個POOL_BOUNDARY入棧，并且返回其存放的內存地址，即返回給atautoreleasepoolobj。
調用pop方法時傳入一個POOL_BOUNDARY的內存地址，會從最后一個入棧的對象開始發送release消息，直到遇到這個POOL_BOUNDARY
id *next指向了下一個能存放autorelease對象地址的區域

代碼例子如下

extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool { //  r1 = push()
        
        Person *p1 = [[[Person alloc] init] autorelease];
        Person *p2 = [[[Person alloc] init] autorelease];
        
        @autoreleasepool { // r2 = push()
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                Person *p3 = [[[Person alloc] init] autorelease];
            }
            
            @autoreleasepool { // r3 = push()
                Person *p4 = [[[Person alloc] init] autorelease];
                _objc_autoreleasePoolPrint();
            } // pop(r3)
        } // pop(r2)
    } // pop(r1)
    return 0;
}

執行結果

image.png

因為只打印了一個PAGE，所以說明他們是在同一個AutoreleasePoolPage，只是每次一個新的autoreleasepool，都會插入一個POOL_BOUNDARY。

每次釋放對象時，都是從后往前釋放，直到遇到POOL_BOUNDARY為止。

代碼例子二

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool { //  r1 = push()
        @autoreleasepool {
            MJPerson *p1 = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
            _objc_autoreleasePoolPrint();
        }
        return 0;
    }
}

執行結果

image.png

代碼例子三

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool { //  r1 = push()
        
        MJPerson *p1 = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
        MJPerson *p2 = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
        
        @autoreleasepool { // r2 = push()
            for (int i = 0; i < 600; i++) {
                MJPerson *p3 = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
            }

            @autoreleasepool { // r3 = push()
                MJPerson *p4 = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
                _objc_autoreleasePoolPrint();
            } // pop(r3)

        } // pop(r2)
        
    } // pop(r1)
    return 0;
}

執行結果

image.png

5.2 Runloop和Autorelease

iOS在主線程的Runloop中注冊了2個Observer

第1個Observer監聽了kCFRunLoopEntry事件，會調用objc_autoreleasePoolPush()
第2個Observer

<1> 監聽了kCFRunLoopBeforeWaiting事件，會調用objc_autoreleasePoolPop()、objc_autoreleasePoolPush()
<2> 監聽了kCFRunLoopBeforeExit事件，會調用objc_autoreleasePoolPop()

5.3 autorelease對象在什么時機會被調用release

實踐內容可以參考你真的懂iOS的autorelease嗎?

代碼例子如下

MRC環境下

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 這個Person什么時候調用release，是由RunLoop來控制的
    // 它可能是在某次RunLoop循環中，RunLoop休眠之前調用了release
    MJPerson *person = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
    NSLog(@"%s", __func__);
}

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated
{
    [super viewWillAppear:animated];
    
    NSLog(@"%s", __func__);
}

- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated
{
    [super viewDidAppear:animated];
    
    NSLog(@"%s", __func__);
}

運行結果如下

image.png

得出結論，autorelease并不是根據對象的作用域來決定釋放時機。

實際上，autorelease釋放對象的依據是Runloop，簡單說，runloop就是iOS中的消息循環機制，當一個runloop結束時系統才會一次性清理掉被autorelease處理過的對象，其實本質上說是在本次runloop迭代結束時清理掉被本次迭代期間被放到autorelease pool中的對象的。至于何時runloop結束并沒有固定的duration。

本次runloop迭代休眠之前調用了objc_autoreleasePoolPop()方法，然后調用release，從而釋放Person對象。

5.4 方法里有局部對象，出了方法后會立即釋放嗎

ARC環境下

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    Person *person = [[Person alloc] init];
    NSLog(@"%s", __func__);
}

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];
    
    NSLog(@"%s", __func__);
}

- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {
    [super viewDidAppear:animated];
    
    NSLog(@"%s", __func__);
}

image.png

通過打印結果可知，當person對象出了其作用域后就銷毀，即系統會在它出作用域的時候，自動調用其release方法。

擴展

既然由runloop來決定對象釋放時機而不是作用域，那么，在一個{}內使用循環大量創建對象就有可能帶來內存上的問題，大量對象會被創建而沒有及時釋放，這時候就需要靠我們人工的干預autorelease的釋放了。

上文有提到autorelease pool，一旦一個對象被autorelease，則該對象會被放到iOS的一個池：autorelease pool，其實這個pool本質上是一個stack，扔到pool中的對象等價于入棧。我們把需要及時釋放掉的代碼塊放入我們生成的autorelease pool中，結束后清空這個自定義的pool，主動地讓pool清空掉，從而達到及時釋放內存的目的。優化代碼如下

@autoreleasePool{
    //domeSomeThing;
}

什么時候用@autoreleasepool

根據 Apple的文檔，使用場景如下：

寫基于命令行的的程序時，就是沒有UI框架，如AppKit等Cocoa框架時。
寫循環，循環里面包含了大量臨時創建的對象。（本文的例子）
創建了新的線程。（非Cocoa程序創建線程時才需要）
長時間在后臺運行的任務。

autorelease 機制基于 UI framework。因此寫非UI framework的程序時，需要自己管理對象生存周期。

autorelease 觸發時機發生在下一次runloop的時候。因此如何在一個大的循環里不斷創建autorelease對象，那么這些對象在下一次runloop回來之前將沒有機會被釋放，可能會耗盡內存。這種情況下，可以在循環內部顯式使用@autoreleasepool {}將autorelease對象釋放。

自己創建的線程。Cocoa的應用都會維護自己autoreleasepool。因此，代碼里spawn的線程，需要顯式添加autoreleasepool。注意：如果是使用POSIX API 創建線程，而不是NSThread，那么不能使用Cocoa，因為Cocoa只能在多線程（multithreading）狀態下工作。但可以使用NSThread創建一個馬上銷毀的線程，使得Cocoa進入multithreading狀態。

上述結論來自 guijiewan 的CSDN 博客，什么時候應該使用Autorelease

什么對象會加入Autoreleasepool中

使用alloc、new、copy、mutableCopy的方法進行初始化時，由系統管理對象，在適當的位置release。
使用array會自動將返回值的對象注冊到Autoreleasepool。
__weak修飾的對象，為了保證在引用時不被廢棄，會注冊到Autoreleasepool中。
id的指針或對象的指針，在沒有顯示指定時會被注冊到Autoleasepool中。

本文參考MJ底層原理教程，非常感謝
本文參考Autorelease Pool學習筆記，非常感謝。
優秀文章推薦 - Objective-C Autorelease Pool 的實現原理

多多點贊，打賞更好，您的支持是我寫作的動力。

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1.下面代碼執行結果如何

二 copy

iOS提供了2個拷貝方法

三引用計數的存儲

四 weak實現原理 - dealloc

五自動釋放池

5.0 自動釋放池

5.1 AutoreleasePoolPage的結構

5.2 Runloop和Autorelease

5.3 autorelease對象在什么時機會被調用release

5.4 方法里有局部對象，出了方法后會立即釋放嗎

擴展

什么時候用@autoreleasepool

什么對象會加入Autoreleasepool中

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