ARC

代码编译阶段，在上下文中自动成对插入MRC下的retain和release方法，保证通过引用计数正确的管理内存（针对堆上）。

iOS中引用计数的存储方案

1、TaggedPointer下的小内存对象，直接返回指针值作为引用计数。NSString会根据长度（小于60字节）决定是否使用。但深拷贝后变为普通指针。

2、nonpointer_isa：OC2.0+64位，使用对象的isa指针的第一位标记是否使用了优化后的isa，后8位来存储引用计数（溢出后移出部分正常管理）。

3、Runtime使用一张散列hash表（SideTables）来管理，SideTable中的RefcountMap属性（还有weak表自旋锁两个属性）。注：objc_object::isTaggedPointer() 获取TAG_MASK标识位以判断是否使用了TaggedPoint。

SideTable

SideTables全局hash数组长度64，实际是StripedMap类型，里面储存了64个SideTable（为了避免资源争抢，所以不存一个表里），许多obj共用一个SideTable来存储引用计数和弱引用表相关信息。

SideTable结构体

自旋锁 spinlock_t slock // 保证原子操作防止多线程读取问题

引用计数表 RefcountMap refcnts // 散列表结构存储对象的持有者地址和引用计数，Zombie异常时也能定位对象地址信息。

弱引用表 weak_table_t weak_table //保存了许多对象的，所有的weak引用，对象地址作为key，weak_entries作为值保存所有指向该对象的weak指针，dealloc时把所有weak指针设为nil，避免野指针。

注：static SideTable *tableForPointer(const void *p); // 获取对象地址的sidetable

注：一个sidetable对应一个weaktable，一个weaktable对象中有无数个weakentry（通过对象地址作为key获取对应的），每个weakentry保存了这个对象的所有弱引用。

获取引用计数：retainCount

objc_object的rootRetainCount()方法

1、判断储存逻辑（TaggedPointer直接获取 / 优化后的isa，指针的后19位即extra_rc变量 / 散列表中获取）

2、sidetable_retainCount()，先SideTable::tableForPointer(this)获取SideTable对象，table.refcnts即引用计数的hash表

3、it != table->refcnts.end()（如果相等则引用计数返回1）根据键值对以对象为key获取引用计数的值并+1返回，所以实际计数应该为retainCount-1。

注：refcnt_result += it->second >> SIDE_TABLE_RC_SHIFT(=2); // 返回时做了向右位移两位的操作，因为前两个bit，WEAKLY_REFERENCED标识是否有weak对象；DEALLOCATING是否正在析构。

修改引用计数：retain和release

总结：二者的实现机制类似，概括讲就是通过第一层 hash 算法，找到指针变量所对应的 sideTable。然后再通过一层 hash 算法，找到存储引用计数的 size_t，然后对其进行增减操作。retainCount 不是固定的 1，SIZE_TABLE_RC_ONE 是一个宏定义，实际上是一个值为 4 的偏移量。

retain方法

底层调用_objc_rootRetain、objc_object::rootRetain()、objc_object::sidetable_retain()、_slow四步方法，其中最重要的是增加引用计数的id objc_object::sidetable_retain()虚函数，详细实现如下：

SideTable& table = SideTables()[this]; // 传入对象地址获取对应的SideTable对象。

size_t& refcntStorage = table.refcnts[this]; // 获取引用计数的引用

!(refcntStorage & SIDE_TABLE_RC_PINNED) // 没有越界

refcntStorage += SIDE_TABLE_RC_ONE; // 引用计数增加(实际增加了 1UL<<2 == 4)

注1：refcntStorage后两位被weak和析构状态占领，首位标识越界，所以不是增加1。

注2：refcnts为散列表，可能存了多个引用计数以处理引用计数越界情况，retainCount方法可以证明。

uintptr_t objc_object::sidetable_retainCount() // 引用计数总返回1+计数表，所以总不为0

{ it != table.refcnts.end() refcnt_result += it->second >> SIDE_TABLE_RC_SHIFT; }

release方法

四步方法与retain类似，其中减少引用计数的函数uintptr_t objc_object::sidetable_release(bool performDealloc)实现总结如下：

1、内部判断是否dealloc：it == table.refcnts.end()（引用计数为表中最后一个，直接标记析构，table.refcnts[this] = SIDE_TABLE_DEALLOCATING）

2、it->second < SIDE_TABLE_DEALLOCATING（在-1前验证引用计数是否为0，如果是，标记正在析构并发送dealloc消息，否则才-1。do_dealloc=true; it->second |= SIDE_TABLE_DEALLOCATING;）

3、it->second -= SIDE_TABLE_RC_ONE（引用计数-1，实际偏移两位）

注：SIDE_TABLE_DEALLOCATING作为引用计数归0的判断，减少了标记变量内存的额外占用，也避免负数产生。注：为什么isa中的extra_rc、sidetable中的refcnts中，保存的值都是真正的引用计数-1？因为获取时是+1后返回的，保证了释放时-1不会出现负数。

引用计数原理