iOS-内存管理

面试题

  • 使用CADisplayLink、NSTimer有什么注意点?
  • 介绍下内存的几大区域
  • 讲一下你对 iOS 内存管理的理解
  • ARC 都帮我们做了什么?
  • LLVM + Runtime
  • weak指针的实现原理
  • autorelease对象在什么时机会被调用release
  • 方法里有局部对象, 出了方法后会立即释放吗

定时器

CADisplayLink、NSTimer使用注意

CADisplayLink、NSTimer会对target产生强引用,如果target又对它们产生强引用,那么就会引发循环引用
解决方案:

  • 使用block


  • 使用代理对象(NSProxy)



GCD定时器

NSTimer依赖于RunLoop,如果RunLoop的任务过于繁重,可能会导致NSTimer不准时
而GCD的定时器会更加准时


内存布局

iOS程序的内存布局
  • 代码段:编译之后的代码
  • 数据段
    • 字符串常量:比如NSString *str = @"123"
    • 已初始化数据:已初始化的全局变量、静态变量等
    • 未初始化数据:未初始化的全局变量、静态变量等
  • 栈:函数调用开销,比如局部变量。分配的内存空间地址越来越小
  • 堆:通过alloc、malloc、calloc等动态分配的空间,分配的内存空间地址越来越大


Tagged Pointer
  • 从64bit开始,iOS引入了Tagged Pointer技术,用于优化NSNumber、NSDate、NSString等小对象的存储
  • 在没有使用Tagged Pointer之前, NSNumber等对象需要动态分配内存、维护引用计数等,NSNumber指针存储的是堆中NSNumber对象的地址值
  • 使用Tagged Pointer之后,NSNumber指针里面存储的数据变成了:Tag + Data,也就是将数据直接存储在了指针中
  • 当指针不够存储数据时,才会使用动态分配内存的方式来存储数据
  • objc_msgSend能识别Tagged Pointer,比如NSNumber的intValue方法,直接从指针提取数据,节省了以前的调用开销
  • 如何判断一个指针是否为Tagged Pointer?
    • iOS平台,最高有效位是1(第64bit)
    • Mac平台,最低有效位是1
判断是否为Tagged Pointer

面试题

思考以下2段代码能发生什么事?有什么区别?


对象的内存管理

OC对象的内存管理
  • 在iOS中,使用引用计数来管理OC对象的内存
  • 一个新创建的OC对象引用计数默认是1,当引用计数减为0,OC对象就会销毁,释放其占用的内存空间
  • 调用retain会让OC对象的引用计数+1,调用release会让OC对象的引用计数-1
  • 内存管理的经验总结
    • 当调用alloc、new、copy、mutableCopy方法返回了一个对象,在不需要这个对象时,要调用release或者autorelease来释放它
    • 想拥有某个对象,就让它的引用计数+1;不想再拥有某个对象,就让它的引用计数-1
  • 可以通过以下私有函数来查看自动释放池的情况
    extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);

copy和mutableCopy
引用计数的存储
  • 在64bit中,引用计数可以直接存储在优化过的isa指针中,也可能存储在SideTable类中


  • refcnts是一个存放着对象引用计数的散列表
dealloc

当一个对象要释放时,会自动调用dealloc,接下的调用轨迹是

  • dealloc
  • _objc_rootDealloc
  • rootDealloc
  • object_dispose
  • objc_destructInstance、free

自动释放池

自动释放池
  • 自动释放池的主要底层数据结构是:__AtAutoreleasePool、AutoreleasePoolPage
  • 调用了autorelease的对象最终都是通过AutoreleasePoolPage对象来管理的
  • 源码分析
    • clang重写@autoreleasepool
    • objc4源码:NSObject.mm


AutoreleasePoolPage的结构
  • 每个AutoreleasePoolPage对象占用4096字节内存,除了用来存放它内部的成员变量,剩下的空间用来存放autorelease对象的地址
  • 所有的AutoreleasePoolPage对象通过双向链表的形式连接在一起


  • 调用push方法会将一个POOL_BOUNDARY入栈,并且返回其存放的内存地址
  • 调用pop方法时传入一个POOL_BOUNDARY的内存地址,会从最后一个入栈的对象开始发送release消息,直到遇到这个POOL_BOUNDARY
  • id *next指向了下一个能存放autorelease对象地址的区域
Runloop和Autorelease

iOS在主线程的Runloop中注册了2个Observer

  • 第1个Observer监听了kCFRunLoopEntry事件,会调用objc_autoreleasePoolPush()
  • 第2个Observer
    • 监听了kCFRunLoopBeforeWaiting事件,会调用objc_autoreleasePoolPop()、objc_autoreleasePoolPush()
    • 监听了kCFRunLoopBeforeExit事件,会调用objc_autoreleasePoolPop()
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