面试题引发的思考：
Q: 以下2段代码运行结果是？具体原因是什么？
// 代码一
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
dispatch_async(queue, ^{
self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];
});
}
// 代码二
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
dispatch_async(queue, ^{
self.name = [NSString stringWithFormat:@"abc"];
});
}
- 代码一运行，程序崩溃；代码二运行，程序正常运行。
- 代码一使用 动态分配内存 存储数据；
- 代码二使用 Tagged Pointer 技术存储数据。
- 崩溃原因如下：
- 多条线程同时执行
[_name release];这行代码，会引起EXC_BAD_ACCESS坏内存访问，导致崩溃。
self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];
// 相当于调用setName方法
[self setName:[NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"]];
// 而setter方法本质(MRC环境)为：
- (void)setName:(NSString *)name {
if (_name != name) {
[_name release]; // 先释放旧的成员变量_name
_name = [name copy]; // 将name值copy赋值给新的成员变量_name
}
}
Q: 以上问题解决方案？
atomic原子性- 加锁
- 同步执行
- Tagged Pointer
Q: 简述Tagged Pointer？
- 从64bit开始，用于优化
NSNumber、NSDate、NSString等小对象的存储； 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。
1. Tagged Pointer介绍
(1) 什么是 Tagged Pointer ？
在 2013 年 9 月，苹果推出了 iPhone5s，与此同时，iPhone5s 配备了首个采用 64 位架构的 A7 双核处理器，为了节省内存和提高执行效率，苹果提出了 Tagged Pointer 的概念。对于 64 位程序，引入 Tagged Pointer 后，相关逻辑能减少一半的内存占用，以及 3 倍的访问速度提升，100 倍的创建、销毁速度提升。
(2) Tagged Pointer 详解
1> Tagged Pointer 优点
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。
2> 如何判断一个指针是否为 Tagged Pointer ？
由OC源码可知判断是否为 Tagged Pointer 的函数为_objc_isTaggedPointer：
_objc_isTaggedPointer函数
由以上源码可知判断方法为：
将编译后的地址与
_OBJC_TAG_MASK进行&(与运算)得到的值是否与_OBJC_TAG_MASK相等。
那么查看_OBJC_TAG_MASK的值：
_OBJC_TAG_MASK取值
由以上源码可以简化为：
_OBJC_TAG_MASK取值简化
由以上源码可知：
Q：判断一个指针是否为 Tagged Pointer 的方法：
- Mac平台，地址最低有效位是1
- iOS平台，地址最高有效位是1 (第64bit)
所以判断方法如下：
/// 判断是否为TaggedPointer
/// @param pointer 指针
- (BOOL)isTaggedPointer:(id)pointer {
return ((uintptr_t)pointer & _OBJC_TAG_MASK);
}
2. Tagged Pointer 示例
(1) 面试题
// TODO: ----------------- ViewController类 -----------------
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
dispatch_async(queue, ^{
self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];
});
}
}
@end
运行程序：
程序崩溃
程序崩溃，提示EXC_BAD_ACCESS坏内存访问，而且报错为libobjc.A.dylib objc_release:，释放对象时出错。
崩溃原因如下：
self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];
// 相当于调用setName方法
[self setName:[NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"]];
// 而setter方法本质(MRC环境)为：
- (void)setName:(NSString *)name {
if (_name != name) {
[_name release]; // 先释放旧的成员变量_name
_name = [name copy]; // 将name值copy赋值给新的成员变量_name
}
}
而多条线程同时执行[_name release];这行代码，会引起EXC_BAD_ACCESS坏内存访问，导致崩溃。
(2) 解决方案
1> 解决方案一：atomic原子性
// TODO: ----------------- ViewController类 -----------------
@interface ViewController ()
@property (atomic, copy) NSString *name;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
dispatch_async(queue, ^{
self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];
});
}
}
@end
2> 解决方案二：加锁
// TODO: ----------------- ViewController类 -----------------
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
dispatch_async(queue, ^{
// 加锁
self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];
// 解锁
});
}
}
@end
3> 解决方案三：同步执行
// TODO: ----------------- ViewController类 -----------------
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
dispatch_sync(queue, ^{
self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];
});
}
}
@end
4> 解决方案四： Tagged Pointer
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
NSString *str1 = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];
NSString *str2 = [NSString stringWithFormat:@"abc"];
NSLog(@"\n%p %@", str1, [str1 class]);
NSLog(@"\n%p %@", str2, [str2 class]);
}
// 打印结果：------------
0x600003d04c00 __NSCFString
0xc075c16dfff62d83 NSTaggedPointerString
