autoreleasepool降低峰值内存的正确理解

作为一名iOS开发者,相信大家对使用autoreleasepool来降低峰值内存或多或少都有所了解吧。简单来讲,如果需要在for循环中创建局部实例对象,而循环次数又非常大,此时就会导致App瞬时内存很高。

for (int i = 0; i < 10000*1000; i++) {
    NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
}

此时,我们可以通过注册autoreleasepool提前释放不再使用的对象,以达到降低峰值内的目的。

for (int i = 0; i < 10000*1000; i++) {
    @autoreleasepool {
        NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
    }
}

然而,这样使用真的有效吗?实践是检验真理的唯一标准,我们还是把代码跑起来,用事实说话。我目前能想到的验证方式有两种,一种是通过instruments工具,优点是操作简单,结果直观,缺点是不能细粒度的跟踪对象的生命周期;第二种方式是通过runtime源码调试,它的优缺点跟方式一正好相反,能够细粒度的跟踪函数调用,但是配置繁琐,好在GitHub上有配置好的工程,可以clone下来直接使用。

runtime工程GitHub路径

我们采用方式二进行验证,在NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];和runtime源码中的dealloc方法分别下一个断点,观察obj对象的销毁时机,具体调试步骤我不再赘述,直接上结论:

在ARC环境下,通过alloc方式分配的局部对象,即使没有autoreleasepool包裹,在其作用域结束的时候也会立即释放

也就是说,我们上面的第二段代码完全是画蛇添足,没起到任何作用。

难道我们一直以来的理解是完全错误的吗?还是说我们使用的姿势不对?我记得第一次看到这种用法是在经典的《effective objective-c 2.0》中,出现这种错误的可能性几乎为零。我们先来还是捋一捋完整流程,之所以会造成峰值内存高,是因为对象没有被及时释放,是什么导致对象不能及时释放呢?是因为对象需要在当前runloop结束时才有机会释放,我们知道系统在runloop entry时会自动push一个自动释放池,在runloop即将休眠时pop旧的释放池,并push一个新的释放池,此时会对这期间创建的对象调用release,而我们自己创建释放池的目的只是创建一个嵌套的释放池,使得对象不再被使用时提前释放,而不用非等到当前runloop结束的时候。问题逐渐明朗了,其实我们要搞清楚的是哪种方式创建的对象在pop释放池的时候会被release。回顾一下遥远的MRC时代我们是怎么管理对象的生命周期的,通过new、alloc、copy、mutableCopy创建的对象需要手动release,其他方式创建的对象不需要手动release,原因是其他方式创建的对象在方法返回前已经调用了autorelease,很明显,自动释放池只对调用了autorelease的对象起作用。

接下来验证我们的猜想,NSArray是我们开发中经常用到的OC容器类,它有多个版本的构造方式,既可以通过alloc、new创建,也可以通过arrayWithObject:等工厂方法构建,二者区别上文已经说过了,前者不会调用autorelease,后者在方法返回前会调用autorelease。如果我们的猜想成立,那么

1.通过alloc、new创建的array对象会在作用域结束时dealloc;
2.通过arrayWithObject:等工厂方法构建的array对象不会在作用域结束时dealloc,而是要延迟到当前runloop结束的时候,如果循环次数很大就会造成峰值内存过高;
3.如果给通过arrayWithObject:等工厂方法构建的array手动加上autoreleasepool,可以在当前释放池pop的时候提前释放array对象,降低峰值内存。

代码很简单,我就不贴了,直接把上文中的NSObject换成NSArray就行了。验证结果表明,我们的猜想正确。另外需要注意一点,在ARC环境下,通过autoreleasepool降低峰值内存只对系统类的工厂方法有效,对于自定义类的自定义工厂方法(注:此处及下文描述的自定义类的自定义工厂方法,均不包含通过调用系统基类的工厂方法来实现的构造方法)是无效的,原因留给大家自己思考。

文章结论全部来自于笔者个人的猜想验证,如有错误欢迎大家批评指正!最后,我们还是简单总结一下

在ARC环境下,通过new、alloc、copy、mutableCopy创建的类对象、以及自定义类的自定义工厂方法创建的类对象,autoreleasepool都起不到降低峰值内存的作用;这种方式只对系统类非new、alloc、copy、mutableCopy构造方法有效

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