AutoreleasePool
通过clang查看底层实现
- 通过命令
xcrun -sdk iphonesimulator clang -arch x86_64 -rewrite-objc main.m
生成main.cpp
文件
- 查看
autoreleasepool
对应的代码
int main(int argc, const char * argv[]) {
{ __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
}
return 0;
}
- 继续搜索
__AtAutoreleasePool
,看到__AtAutoreleasePool
是一个结构体
struct __AtAutoreleasePool {
__AtAutoreleasePool() {atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}
~__AtAutoreleasePool() {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}
void * atautoreleasepoolobj;
};
__AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
相当于执行了__AtAutoreleasePool
的构造函数和析构函数
atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush()
objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj)
通过汇编观察执行流程
- 直接在
main
函数打下断点,进到调试界面
- 加上符号断点
objc_autoreleasePoolPush
,再次运行进入断点
- 可以看到
objc_autoreleasePoolPush
是在libobjc.dylib
的,可以通过objc
源码查看实现
AutoreleasePool的底层实现
objc_autoreleasePoolPush
objc_autoreleasePoolPush
的实现代码
void *
objc_autoreleasePoolPush(void)
{
return AutoreleasePoolPage::push();
}
AutoreleasePoolPage
是一继承自AutoreleasePoolPageData
的类
/***********************************************************************
Autorelease pool implementation
A thread's autorelease pool is a stack of pointers.
Each pointer is either an object to release, or POOL_BOUNDARY which is
an autorelease pool boundary.
A pool token is a pointer to the POOL_BOUNDARY for that pool. When
the pool is popped, every object hotter than the sentinel is released.
The stack is divided into a doubly-linked list of pages. Pages are added
and deleted as necessary.
Thread-local storage points to the hot page, where newly autoreleased
objects are stored.
自动释放池实现
线程的自动释放池是指针的堆栈。
每个指针要么是要释放的对象,要么是POOL_BOUNDARY
自动释放池边界。
池令牌是指向该池的POOL_BOUNDARY的指针。 什么时候
弹出池,释放比哨点更热的每个对象。
堆栈分为两个双向链接的页面列表。 页面已添加
并根据需要删除。
线程本地存储指向新自动发布的热点页面
对象被存储。
**********************************************************************/
class AutoreleasePoolPage : private AutoreleasePoolPageData
{
friend struct thread_data_t;
public:
static size_t const SIZE =
#if PROTECT_AUTORELEASEPOOL
PAGE_MAX_SIZE; // must be multiple of vm page size
#else
PAGE_MIN_SIZE; // size and alignment, power of 2
#endif
private:
......
}
- 从上面也可以看到page页的最大空间为4096。
AutoreleasePoolPageData
的结构
class AutoreleasePoolPage;
struct AutoreleasePoolPageData
{
magic_t const magic;
__unsafe_unretained id *next;
pthread_t const thread;
AutoreleasePoolPage * const parent;
AutoreleasePoolPage *child;
uint32_t const depth;
uint32_t hiwat;
AutoreleasePoolPageData(__unsafe_unretained id* _next, pthread_t _thread, AutoreleasePoolPage* _parent, uint32_t _depth, uint32_t _hiwat)
: magic(), next(_next), thread(_thread),
parent(_parent), child(nil),
depth(_depth), hiwat(_hiwat)
{
}
};
- 再回到
AutoreleasePoolPage::push()
的push
函数
static inline void *push()
{
id *dest;
if (slowpath(DebugPoolAllocation)) {
dest = autoreleaseNewPage(POOL_BOUNDARY);
} else {
dest = autoreleaseFast(POOL_BOUNDARY);
}
ASSERT(dest == EMPTY_POOL_PLACEHOLDER || *dest == POOL_BOUNDARY);
return dest;
}
static inline id *autoreleaseFast(id obj)
{
AutoreleasePoolPage *page = hotPage();
if (page && !page->full()) {
return page->add(obj);
} else if (page) {
return autoreleaseFullPage(obj, page);
} else {
return autoreleaseNoPage(obj);
}
}
id *add(id obj)
{
ASSERT(!full());
unprotect();
id *ret = next;
*next++ = obj;
protect();
return ret;
}
static __attribute__((noinline))
id *autoreleaseFullPage(id obj, AutoreleasePoolPage *page)
{
ASSERT(page == hotPage());
ASSERT(page->full() || DebugPoolAllocation);
do {
if (page->child) page = page->child;
else page = new AutoreleasePoolPage(page);
} while (page->full());
setHotPage(page);
return page->add(obj);
}
autoreleaseNoPage
没有page时会调用该方法。
static __attribute__((noinline))
id *autoreleaseNoPage(id obj)
{
ASSERT(!hotPage());
bool pushExtraBoundary = false;
if (haveEmptyPoolPlaceholder()) {
pushExtraBoundary = true;
}
else if (obj != POOL_BOUNDARY && DebugMissingPools) {
_objc_inform("MISSING POOLS: (%p) Object %p of class %s "
"autoreleased with no pool in place - "
"just leaking - break on "
"objc_autoreleaseNoPool() to debug",
objc_thread_self(), (void*)obj, object_getClassName(obj));
objc_autoreleaseNoPool(obj);
return nil;
}
else if (obj == POOL_BOUNDARY && !DebugPoolAllocation) {
return setEmptyPoolPlaceholder();
}
AutoreleasePoolPage *page = new AutoreleasePoolPage(nil);
setHotPage(page);
if (pushExtraBoundary) {
page->add(POOL_BOUNDARY);
}
return page->add(obj);
}
new AutoreleasePoolPage
的初始化方法,begin()
的实现
AutoreleasePoolPage(AutoreleasePoolPage *newParent) :
AutoreleasePoolPageData(begin(),
objc_thread_self(),
newParent,
newParent ? 1+newParent->depth : 0,
newParent ? newParent->hiwat : 0)
{
if (parent) {
parent->check();
ASSERT(!parent->child);
parent->unprotect();
parent->child = this;
parent->protect();
}
protect();
}
id * begin() {
return (id *) ((uint8_t *)this+sizeof(*this));
}
- 自动释放池在初始化的时候
- _next指向的是最新添加的autoreleased对象的下一个位置,初始化时指向begin() 。
- thread指向当前线程。
- parent指向父节点,第一个节点为nil。
- child直接点,最后一个节点为nil。
- depth节点深度,默认是0.
- hiwat代表最大入栈数量标记。
objc_autoreleasePoolPop
objc_autoreleasePoolPop
出栈,pop
的实现
static inline void
pop(void *token)
{
AutoreleasePoolPage *page;
id *stop;
if (token == (void*)EMPTY_POOL_PLACEHOLDER) {
page = hotPage();
if (!page) {
return setHotPage(nil);
}
page = coldPage();
token = page->begin();
} else {
page = pageForPointer(token);
}
stop = (id *)token;
if (*stop != POOL_BOUNDARY) {
if (stop == page->begin() && !page->parent) {
} else {
return badPop(token);
}
}
if (slowpath(PrintPoolHiwat || DebugPoolAllocation || DebugMissingPools)) {
return popPageDebug(token, page, stop);
}
return popPage<false>(token, page, stop);
}
static void
popPage(void *token, AutoreleasePoolPage *page, id *stop)
{
if (allowDebug && PrintPoolHiwat) printHiwat();
page->releaseUntil(stop);
if (allowDebug && DebugPoolAllocation && page->empty()) {
AutoreleasePoolPage *parent = page->parent;
page->kill();
setHotPage(parent);
} else if (allowDebug && DebugMissingPools && page->empty() && !page->parent) {
page->kill();
setHotPage(nil);
} else if (page->child) {
if (page->lessThanHalfFull()) {
page->child->kill();
}
else if (page->child->child) {
page->child->child->kill();
}
}
}
pop
的实现和push
相似,只是流程相反,释放完最后一页之后,将此也删除,然后遍历上层page,释放里面的对象直到遇到哨兵。真个释放池就完全释放了
_objc_autoreleasePoolPrint
- 我们通过将
_objc_autoreleasePoolPrint
声明到main函数之中,来打印自动释放池的数据
#import <Foundation/Foundation.h>
extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
for (int i = 0; i < 5 ; i++) {
NSObject *obj = [[NSObject alloc] autorelease];
}
_objc_autoreleasePoolPrint();
}
return 0;
}
- 打印数据可以看到我们加入到池中的5个对象及一个哨兵对象,哨兵的偏移地址0x38正好是结构体的大小56,从上文知道每个page的最大size为4096,所以每一页可以存放505个自动释放的对象,第一页有一个哨兵,所以存放504个
- 通过修改代码查看
- 自动释放池的嵌套
- 可以看到嵌套的自动释放池并没有新建一个page,而是增加了一个哨兵。