[Objc翻译]看看 ARC 的引擎盖下 - 第 3 集

Sunbreak
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本期的 "ARC 引擎盖下的一瞥 "主要介绍新的 @autoreleasepool 指令。LLVM te......

本期 "ARC 引擎盖下的探秘 "主要介绍新的 @autoreleasepool 指令。LLVM告诉我们自动释放池的语义在LLVM 3.0中发生了变化，特别是，我认为看看ARC是如何处理这些的可能会很有趣。

因此，请考虑以下方法：

void foo() {
    @autoreleasepool {
        NSNumber *number = [NSNumber numberWithInt:0];
        NSLog(@"number = %p", number);
    }
}

当然，这完全是设计出来的，但我们可以从中了解到发生了什么。在非 ARC 环境中，我们会假设 number 将被分配到 numberWithInt: 中并自动释放。因此，当自动释放池下次被耗尽时，它就会被释放。因此，让我们看看是否发生了这种情况（像往常一样，这是 ARMv7 指令）：

    .globl  _foo
    .align  2
    .code   16
    .thumb_func     _foo
_foo:
    push    {r4, r7, lr}
    add     r7, sp, #4
    blx     _objc_autoreleasePoolPush
    movw    r1, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC0_0+4))
    movs    r2, #0
    movt    r1, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC0_0+4))
    mov     r4, r0
    movw    r0, :lower16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC0_1+4))
LPC0_0:
    add     r1, pc
    movt    r0, :upper16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC0_1+4))
LPC0_1:
    add     r0, pc
    ldr     r1, [r1]
    ldr     r0, [r0]
    blx     _objc_msgSend
    mov     r1, r0
    movw    r0, :lower16:(L__unnamed_cfstring_-(LPC0_2+4))
    movt    r0, :upper16:(L__unnamed_cfstring_-(LPC0_2+4))
LPC0_2:
    add     r0, pc
    blx     _NSLog
    mov     r0, r4
    blx     _objc_autoreleasePoolPop
    pop     {r4, r7, pc}

嗯，没错。就是这么回事。我们可以看到先调用推送一个自动释放池，然后调用 numberWithInt: 然后再调用弹出一个自动释放池。这正是我们所期望的。现在让我们看看在 ARC 下编译的完全相同的代码：

    .globl  _foo
    .align  2
    .code   16
    .thumb_func     _foo
_foo:
    push    {r4, r5, r7, lr}
    add     r7, sp, #8
    blx     _objc_autoreleasePoolPush
    movw    r1, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC0_0+4))
    movs    r2, #0
    movt    r1, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC0_0+4))
    mov     r4, r0
    movw    r0, :lower16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC0_1+4))
LPC0_0:
    add     r1, pc
    movt    r0, :upper16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC0_1+4))
LPC0_1:
    add     r0, pc
    ldr     r1, [r1]
    ldr     r0, [r0]
    blx     _objc_msgSend
    @ InlineAsm Start
    mov     r7, r7          @ marker for objc_retainAutoreleaseReturnValue
    @ InlineAsm End
    blx     _objc_retainAutoreleasedReturnValue
    mov     r5, r0
    movw    r0, :lower16:(L__unnamed_cfstring_-(LPC0_2+4))
    movt    r0, :upper16:(L__unnamed_cfstring_-(LPC0_2+4))
    mov     r1, r5
LPC0_2:
    add     r0, pc
    blx     _NSLog
    mov     r0, r5
    blx     _objc_release
    mov     r0, r4
    blx     _objc_autoreleasePoolPop
    pop     {r4, r5, r7, pc}

注意对 objc_retainAutoreleasedReturnValue 和 objc_release 的调用。这里发生的事情是，ARC 已经为我们确定，它实际上不需要担心自动释放池，因为它可以简单地告诉自动释放不发生（调用 objc_retainAutoreleasedReturnValue），然后稍后自己释放对象。这样做是可取的，因为这意味着自动释放逻辑不必发生。

请注意，自动释放池仍然需要推送和弹出，因为 ARC 无法知道在调用 numberWithInt: 和 NSLog 时发生了什么，也就无法知道对象是否会被放入池中。如果它知道它们没有自动释放任何东西，那么它就可以真正摆脱推送和弹出。也许这种逻辑会在未来的版本中出现，不过我还不太清楚它的语义是怎样的。

现在让我们考虑另一个例子，即我们想在自动释放池块的范围之外使用 number。这将告诉我们为什么 ARC 是一个神奇的工具。请看下面的代码

void bar() {
    NSNumber *number;
    @autoreleasepool {
        number = [NSNumber numberWithInt:0];
        NSLog(@"number = %p", number);
    }
    NSLog(@"number = %p", number);
}

你可能会（正确地）认为这会带来问题，尽管它看起来完全无害。之所以会有问题，是因为 number 将被分配到自动释放池块中，并在自动释放池弹出时被取消分配，但在取消分配后又被使用。啊哦 让我们在不启用 ARC 的情况下编译它，看看是否正确：

    .globl  _bar
    .align  2
    .code   16
    .thumb_func     _bar
_bar:
    push    {r4, r5, r6, r7, lr}
    add     r7, sp, #12
    blx     _objc_autoreleasePoolPush
    movw    r1, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC1_0+4))
    movs    r2, #0
    movt    r1, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC1_0+4))
    mov     r4, r0
    movw    r0, :lower16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC1_1+4))
LPC1_0:
    add     r1, pc
    movt    r0, :upper16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC1_1+4))
LPC1_1:
    add     r0, pc
    ldr     r1, [r1]
    ldr     r0, [r0]
    blx     _objc_msgSend
    movw    r6, :lower16:(L__unnamed_cfstring_-(LPC1_2+4))
    movt    r6, :upper16:(L__unnamed_cfstring_-(LPC1_2+4))
LPC1_2:
    add     r6, pc
    mov     r5, r0
    mov     r1, r5
    mov     r0, r6
    blx     _NSLog
    mov     r0, r4
    blx     _objc_autoreleasePoolPop
    mov     r0, r6
    mov     r1, r5
    blx     _NSLog
    pop     {r4, r5, r6, r7, pc}

显然没有调用我们所期望的 retain、release 或 autorelease，因为我们没有明确调用这些函数，也没有使用 ARC。我们可以看到，编译结果与我们之前的推理完全一致。让我们看看 ARC 帮了我们什么忙：

    .globl  _bar
    .align  2
    .code   16
    .thumb_func     _bar
_bar:
    push    {r4, r5, r6, r7, lr}
    add     r7, sp, #12
    blx     _objc_autoreleasePoolPush
    movw    r1, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC1_0+4))
    movs    r2, #0
    movt    r1, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC1_0+4))
    mov     r4, r0
    movw    r0, :lower16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC1_1+4))
LPC1_0:
    add     r1, pc
    movt    r0, :upper16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC1_1+4))
LPC1_1:
    add     r0, pc
    ldr     r1, [r1]
    ldr     r0, [r0]
    blx     _objc_msgSend
    @ InlineAsm Start
    mov     r7, r7          @ marker for objc_retainAutoreleaseReturnValue
    @ InlineAsm End
    blx     _objc_retainAutoreleasedReturnValue
    movw    r6, :lower16:(L__unnamed_cfstring_-(LPC1_2+4))
    movt    r6, :upper16:(L__unnamed_cfstring_-(LPC1_2+4))
LPC1_2:
    add     r6, pc
    mov     r5, r0
    mov     r1, r5
    mov     r0, r6
    blx     _NSLog
    mov     r0, r4
    blx     _objc_autoreleasePoolPop
    mov     r0, r6
    mov     r1, r5
    blx     _NSLog
    mov     r0, r5
    blx     _objc_release
    pop     {r4, r5, r6, r7, pc}

请为 ARC 鼓掌！请注意，它意识到我们在自动释放池块的范围之外使用了 number 函数，因此它保留了 numberWithInt: 的返回值，就像以前一样，但这次它把释放放在了 bar 函数的末尾，而不是在自动释放池被弹出之前。这就避免了一些我们可能认为正确但实际上存在微妙内存管理 bug 的代码崩溃。

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