前言

Autorelease苹果文档

• Autorelease pools提供了一个延迟向对象发送release消息的机制.它避免了当你想要放弃一个对象的所有权，但又不想马上被释放（比如当你从一个方法中返回一个对象）。

• 比如当我们创建一个对象，并把它放入自动释放池，他不会立即被释放，会等到一次runloop结束或者作用域超出{}再被释放。

autoreleasepool 和runloop的关系

• 主线程的NSRunLoop在监测到事件响应开启每一次event loop之前，会自动创建一个autorelease pool，并且会在event loop结束的时候执行drain操作，释放其中的对象
• 如果我们的程序创建了大量临时变量，我们可以创建Autoreleasepool来降低内存峰值。

autoreleasepool和线程的关系

• 每个线程，包括主线程在内都维护了自己的自动释放池堆栈结构
• 新的自动释放池在被创建时，会被添加到栈顶；当自动释放池销毁时，会从栈中移除
• 对于当前线程来说，会将自动释放的对象放入自动释放池的栈顶；在线程停止时，会自动释放掉与该线程关联的所有自动释放池

clang分析

新建一个项目如下：

进入main.m 文件所在的目录，输入clang -rewrite-objc main.m -o main.cpp 会生成一个c++文件

• @autoreleasepool底层是一个结构体
• 在{}作用域内会调用objc_autoreleasePoolPush()构造函数和objc_autoreleasePoolPop()析构函数

继续添加一个objc_autoreleasePoolPush的符号断点：发现这个源码的实现在objc里面

autoreleasepool结构分析

打开objc源码，搜索objc_autoreleasePoolPush，

发现调用了AutoreleasePoolPage类里面的push方法，我们在分析源码的时候不要急于去看，我们应该先去了解底层结构.

结构分析

AutoreleasePoolPage继承自AutoreleasePoolPageData

• magic:用来检测AutoreleasePoolPage的结构是否完整，占用16位
• next:指向最新添加的autoreleased对象的下⼀个位置，初始化时指向begin()，占用8位
• thread:指向当前线程 //占用8位
• parent:指向⽗结点，第⼀个结点的parent值为nil 占用8位
• child:指向⼦结点，最后⼀个结点的child值为nil 占用8位
• depth:代表深度，从0开始，往后递增1 占用4位
• hiwat:最大入栈标记数量 占用4位

通过注释理解结构

• 一个线程的autorealse pool是一堆指针
• 这个指针分两种一种是即将要释放的对象，一种是池的边界（POOL_BOUNDARY）。通过边界，我们可以知道page的对象是否被删除完。
• 这个指针的集合结构实际上是一个双链表结构。pages之间互相关联.
• 当前线程本地存储着指向新自动释放的热点页面对象

添加object流程

autoreleaseFast

如果是非bug模式会调用autoreleaseFast

autoreleaseFast调用

• 如果page存储在并且没有满，直接在page后添加
• 如果page满了调用autoreleaseFullPage
• 如果没有page调用autoreleaseNoPage

autoreleaseNoPage流程

• 新建一个page，设置为hotpage
• 为page添加POOL_BOUNDARY边界
• page添加obj对象 ，一个page可以看成一个单链表，page->add相当于在链表后面添加一个obj对象。

autoreleaseFullPage流程

• 这个其实就是找到双链表的最后一个page，退出循环，page添加对应的obj

page的大小

在源码里面有一个宏定义

• 所以一页page大小是1<<12,也就是4096.

• 但是一页page能够存储多少个对象呢？，page本身属性大小 = magic+next+thread+parent+child+depth+hiwat = 56，如果是首页还有一个边界对象POOL_BOUNDARY占用8个字节。

• 所以首个page，对象数量objcCount = （4096-56-8）/8 = 504，

• 如果不是首页没有边界，那就是505个对象

验证page大小

_objc_autoreleasePoolPrint可以打印page的信息，上面生成了506个局部变量，打印结果如下

• 总共有两页，第一页已经满了有504个对象，第二页有2个

AutoreleasePool的嵌套

很好奇如果AutoreleasePool嵌套，page的结构会是怎样的，做如下测试

查看打印结果：

• 当第一个自动释放池的page没有放满的时候，嵌套的自动释放池的对象会继续往后面添加。
• 只要创建一个自动释放池，就会创建一个边界对象。

自动释放池的释放

调用_objc_autoreleasePoolPop方法 pop里面重点的方法就是调用popPage,其他的代码都是调试相关的，不影响主流程 进入popPage

releaseUntil

重点方法就是调用page->releaseUntil方法不断的调用objc_release(obj)给obj发送release消息。

• 它的实现还是很容易的，用一个 while 循环持续释放 AutoreleasePoolPage 中的内容，直到 next 指向了 stop
• 使用 memset 将内存的内容设置成 SCRIBBLE，然后使用 objc_release 释放对象。

总结

下面还用一张图来总结自动释放池，因为图形的记忆能够更加的深刻。