AutoreleasePool
App启动后，苹果在主线程RunLoop 里注册了两个Observer，其回调都是_wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()。
第一个 Observer 监视的事件是 Entry(即将进入Loop)，其回调内会调用_objc_autoreleasePoolPush() 创建自动释放池。其 order 是-2147483647，优先级最高，保证创建释放池发生在其他所有回调之前。
第二个 Observer 监视了两个事件：BeforeWaiting(准备进入休眠) 时调用_objc_autoreleasePoolPop() 和 _objc_autoreleasePoolPush() 释放旧的池并创建新池；Exit(即将退出Loop) 时调用_objc_autoreleasePoolPop() 来释放自动释放池。这个 Observer 的 order 是 2147483647，优先级最低，保证其释放池子发生在其他所有回调之后。
在主线程执行的代码，通常是写在诸如事件回调、Timer回调内的。这些回调会被 RunLoop创建好的AutoreleasePool环绕着，所以不会出现内存泄漏，开发者也不必显示创建 Pool 了。
从 main 函数开始
main 函数可以说是在整个 iOS 开发中非常不起眼的一个函数，它很好地隐藏在Supporting Files 文件夹中，却是整个 iOS 应用的入口。
main.m 文件中的内容是这样的：
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
在这个 @autoreleasepool block 中只包含了一行代码，这行代码将所有的事件、消息全部交给了UIApplication来处理，但是这不是本文关注的重点。
需要注意的是：整个 iOS 的应用都是包含在一个自动释放池 block 中的。
@autoreleasepool
@autoreleasepool 到底是什么？我们在命令行中使用clang -rewrite-objc main.m让编译器重新改写这个文件：
$ clang -rewrite-objc main.m
找到 main.cpp 文件
在这个文件中，有一个非常奇怪的__AtAutoreleasePool的结构体，前面的注释写到 /* @autoreleasepopl */。也就是说 @autoreleasepool {} 被转换为一个 __AtAutoreleasePool结构体：
{
__AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
}
想要弄清楚这行代码的意义，我们要在main.cpp中查找名为 __AtAutoreleasePool的结构体：
struct __AtAutoreleasePool {
__AtAutoreleasePool() {atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}
~__AtAutoreleasePool() {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}
void * atautoreleasepoolobj;
};
这个结构体会在初始化时调用 objc_autoreleasePoolPush()方法，会在析构时调用 objc_autoreleasePoolPop方法。
这表明，我们的 main 函数在实际工作时其实是这样的：
int main(int argc, const char * argv[]) {
{
void * atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
// do whatever you want
objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
}
return 0;
}
@autoreleasepool只是帮助我们少写了这两行代码而已，让代码看起来更美观，然后要根据上述两个方法来分析自动释放池的实现。
AutoreleasePool 是什么
这一节开始分析方法 objc_autoreleasePoolPush 和 objc_autoreleasePoolPop 的实现：
void *objc_autoreleasePoolPush(void) {
return AutoreleasePoolPage::push();
}
void objc_autoreleasePoolPop(void *ctxt) {
AutoreleasePoolPage::pop(ctxt);
}
上面的方法看上去是对 AutoreleasePoolPage 对应静态方法 push 和 pop 的封装。
这一小节会按照下面的顺序逐步解析代码中的内容：
AutoreleasePoolPage 的结构
AutoreleasePoolPage 是一个 C++ 中的类：
它在 NSObject.mm 中的定义是这样的：
class AutoreleasePoolPage {
magic_t const magic;
id *next;
pthread_t const thread;
AutoreleasePoolPage * const parent;
AutoreleasePoolPage *child;
uint32_t const depth;
uint32_t hiwat;
};
magic用于对当前AutoreleasePoolPage 完整性的校验
thread保存了当前页所在的线程
每一个自动释放池都是由一系列的 AutoreleasePoolPage组成的，并且每一个 AutoreleasePoolPage 的大小都是 4096 字节（16 进制 0x1000）
#define I386_PGBYTES 4096
#define PAGE_SIZE I386_PGBYTES
双向链表
自动释放池中的 AutoreleasePoolPage 是以双向链表的形式连接起来的：
parent 和 child 就是用来构造双向链表的指针。
releaseUntil 释放对象
releaseUntil 方法的实现如下：
void releaseUntil(id *stop) {
while (this->next != stop) {
AutoreleasePoolPage *page = hotPage();
while (page->empty()) {
page = page->parent;
setHotPage(page);
}
page->unprotect();
id obj = *--page->next;
memset((void*)page->next, SCRIBBLE, sizeof(*page->next));
page->protect();
if (obj != POOL_SENTINEL) {
objc_release(obj);
}
}
setHotPage(this);
}
它的实现还是很容易的，用一个 while 循环持续释放 AutoreleasePoolPage 中的内容，直到next指向了 stop 。
使用 memset 将内存的内容设置成SCRIBBLE，然后使用 objc_release 释放对象。
kill() 方法
会将当前页面以及子页面全部删除：
void kill() {
AutoreleasePoolPage *page = this;
while (page->child) page = page->child;
AutoreleasePoolPage *deathptr;
do {
deathptr = page;
page = page->parent;
if (page) {
page->unprotect();
page->child = nil;
page->protect();
}
delete deathptr;
} while (deathptr != this);
}
autorelease 方法
- [NSObject autorelease]
└── id objc_object::rootAutorelease()
└── id objc_object::rootAutorelease2()
└── static id AutoreleasePoolPage::autorelease(id obj)
└── static id AutoreleasePoolPage::autoreleaseFast(id obj)
├── id *add(id obj)
├── static id *autoreleaseFullPage(id obj, AutoreleasePoolPage *page)
│ ├── AutoreleasePoolPage(AutoreleasePoolPage *newParent)
│ └── id *add(id obj)
└── static id *autoreleaseNoPage(id obj)
├── AutoreleasePoolPage(AutoreleasePoolPage *newParent)
└── id *add(id obj)
在 autorelease 方法的调用栈中，最终都会调用上面提到的 autoreleaseFast 方法，将当前对象加到 AutoreleasePoolPage 中。
这一小节中这些方法的实现都非常容易，只是进行了一些参数上的检查，最终还要调用 autoreleaseFast 方法：
inline id objc_object::rootAutorelease() {
if (isTaggedPointer()) return (id)this;
if (prepareOptimizedReturn(ReturnAtPlus1)) return (id)this;
return rootAutorelease2();
}
__attribute__((noinline,used)) id objc_object::rootAutorelease2() {
return AutoreleasePoolPage::autorelease((id)this);
}
static inline id autorelease(id obj) {
id *dest __unused = autoreleaseFast(obj);
return obj;
}
小结
- 自动释放池是由
AutoreleasePoolPage以双向链表的方式实现的 - 当对象调用
autorelease方法时，会将对象加入AutoreleasePoolPage的栈中 - 调用
AutoreleasePoolPage::pop方法会向栈中的对象发送 release 消息
