iOS技术文档No.22 Foundation_NSAutoreleasePool

一、背景
要想深入了解autorelease pool的原理,推荐以下两片文章即可:
Using Autorelease Pool Blocks
Objective-C Autorelease Pool 的实现原理
要想掌握上文中的要点,还是要废不少劲的。对于这种原理比较抽象,和实际开发编码没有直接关系的原理性的东西,常常是看一遍过一阵子很快就忘得了,为了加深印象,还是有必要系统性地梳理一遍,简单化地总结一下,加深一下印象。以下笔记也是基于以上两处文献进行总结的。
二、Autorelease Pool使用场景
1、降低内存使用峰值:
这一点不用多说,当你使用类似for循环这样的逻辑需要产生大量的中间变量时,Autorelease Pool无意是最佳的一种解决方案;
2、如果是对NSArray操作,如果可以的话推荐使用OC提供的以下api:

  • (void)enumerateObjectsUsingBlock:

  • (void)enumerateObjectsWithOptions:(NSEnumerationOptions)opts usingBlock:

  • (void)enumerateObjectsAtIndexes:(NSIndexSet *)s options:(NSEnumerationOptions)opts usingBlock:
    如果你debug一下源码就该知道为什么推荐使用它们了(内部封装了autoreleasepool),我们debug看一下:然后在采取以下命令跟踪string_weak_的值变化,如下:


    再点开enumerateObjectsUsingBlock的执行堆栈信息,看一下:


如果你再debug一下普通的for循环就不会有这些push和pop,既然enumerateObjectsUsingBlock内部有了autoreleasepool,为什么推荐使用它的原因就不多说了。
3、按照苹果给的文档说的,如果采取一些非cocoa创建的一些线程,将不会自动生成autoreleasepool给你,你需要手动去创建它。
三、Autorelease Pool的实现原理
1、Autoreleasepool的结构
每个Cocoa的线程都会默认标配一个Autorelease Pool,但是你也可以手动创建多个。从前面的操作中,也应该能隐约猜出来了些许,有push和pop操作,意味着每个pool的管理其实是一种类似栈结构的进栈出栈操作,当然pool的管理更复杂些,因为它可以创建多个,还可以嵌套创建删除。这种情况,普通的栈结构是无法满足这种需求的。如下的代码结构:

Pool的创建顺序:Pool 1 ---> Pool 2 ---> Pool 3,drain顺序是Pool 2 ---> Pool 1 --->Pool 3,如果要想实现这种顺序,采取FIFO做不到,普通的栈也不行。如果用链表操作可以做到,因为涉及到链表的首(Pool 2)或尾(Pool 3)插入,应该用双向链表来管理才合适。如下:

有人可能会有疑问,顺序为什么不是1、2、3,我觉得这些问题都不大,上面的顺序Push链表的复杂度为O(n),Pop的复杂度为O(1),反过来的话,
就是Push链表的复杂度为O(1),Pop的复杂度为O(n),如果纠结这个的可以去撸源码。
2、AutoreleasePoolPage的结构
上面介绍了,每个线程的Pool结构层次,其实是有多个PoolPage构成。
ARC下会对其中的对象会隐式执行autorelease操作,autorelease操作将一个指向对象实例的对象指针添加到PoolPage中。

添加的过程如下:

当当前PoolPage作用域一过,就会对从线程pool中执行pop操作,而pop操作,pop的过程,会遍历page堆栈,对指向的对象一一执行release操作,如果对象的retainCount变为0,即立即释放,如果对象的retaiCount大于0,不释放。当所有对象处理完(出栈完毕),最后完成pop操作。
四、为什么有了ARC还要Autorelease Pool?
这个问题之前我也想过,搜了下,没有感觉回答满意的,也没找到苹果的官方回答,这里只能自给妄自推断一下。提到OC的RC,首先要横向对比一下Android的GC,GC的内存回收是集中式回收(定期回收),而RC的回收是伴随整个运行时的,所以android机器有种时“卡”时“流畅”的感觉,而iOS总体比较均匀,缺乏像GC的集中式回收内存的类似机制,所以猜测Pool的产生也是弥补RC的这一不足,在RC基础上进行内存优化的一种手段。

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