1、首先我们先写个段最简单的代码
https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/
main.m
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
for (int i=0; i<10; i++) {
@autoreleasepool {
NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"%@",@"test"];
NSLog(@"%@",str);
}
}
}
return 0;
}
这里我们有2个autoreleasepool嵌套
2、在命令行使用 clang -rewrite-objc main.m 命令把OC代码转成c++代码
main.cpp
int main(int argc, const char * argv[]) {
/* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
for (int i=0; i<10; i++) {
/* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
NSString *str = ((NSString * _Nonnull (*)(id, SEL, NSString * _Nonnull, ...))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("NSString"), sel_registerName("stringWithFormat:"), (NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_j3_vbzlcc353pb72wr4jq14tq180000gn_T_main_b4d708_mi_0, (NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_j3_vbzlcc353pb72wr4jq14tq180000gn_T_main_b4d708_mi_1);
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_j3_vbzlcc353pb72wr4jq14tq180000gn_T_main_b4d708_mi_2,str);
}
}
}
return 0;
}
这里我们可以看到 @autoreleasepool 转成了 __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
??? 定义个__AtAutoreleasePool变量就可以实现autoreleasepool
3、我们再来看看__AtAutoreleasePool的定义
extern "C" __declspec(dllimport) void * objc_autoreleasePoolPush(void);
extern "C" __declspec(dllimport) void objc_autoreleasePoolPop(void *);
struct __AtAutoreleasePool {
__AtAutoreleasePool() {atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}
~__AtAutoreleasePool() {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}
void * atautoreleasepoolobj;
};
看到这里终于明白了，这里定义struct __AtAutoreleasePool变量的时候构造函数里会调用objc_autoreleasePoolPush函数，离开有效区域时变量被释放析构函数里调用了objc_autoreleasePoolPop，所有这里相当于转换成了
int main(int argc, const char * argv[]) {
{
__AtAutoreleasePool __pool1;
__pool1.atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
for (int i=0; i<10; i++) {
{
__AtAutoreleasePool __pool2;
__pool2.atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"%@",@"test"];
NSLog(@"%@",str);
objc_autoreleasePoolPop(__pool2.atautoreleasepoolobj);
}
}
objc_autoreleasePoolPop(__pool1.atautoreleasepoolobj);
}
return 0;
}
现在我们明白了，这里push/pop使用了一个堆栈结构
4、objc_autoreleasePoolPush/objc_autoreleasePoolPop做了什么呢，我们来看看苹果开源的objc源码
// objc/source/NSObject.mm
void *
objc_autoreleasePoolPush(void)
{
if (UseGC) return nil;
return AutoreleasePoolPage::push();
}
void
objc_autoreleasePoolPop(void *ctxt)
{
if (UseGC) return;
// fixme rdar://9167170
if (!ctxt) return;
AutoreleasePoolPage::pop(ctxt);
}
这里这对方法调用了AutoreleasePoolPage类的静态方法push/pop，我们先来看看push都做了什么
static inline void *push()
{
//这里push就调用了AutoreleasePoolPage的autoreleaseFast成员，
//并传递了一个POOL_SENTINEL（#define POOL_SENTINEL nil）
//这里可以看字面意思传递的是个值为nil的哨兵，也就是一个哨兵记录着栈里保存了一个新的分段
//从下面的函数中可以看出返回值是POOL_SENTINEL在栈中的地址，
//用于pop的时候把push和pop之前添加的autorelease成员全部清理掉
id *dest = autoreleaseFast(POOL_SENTINEL);
assert(*dest == POOL_SENTINEL);
return dest;
}
static inline id *autoreleaseFast(id obj)
{
//hotPage调用tls_get_direct()方法获取当前激活的AutoreleasePoolPage
//这里每个线程的所有autorelease变量全部存储在AutoreleasePoolPage的双链表中，
//第一次添加autorelease变量时先创建一个AutoreleasePoolPage，
//一个AutoreleasePoolPage使用SIZE个字节，
//重写new申请的时候使用malloc_zone_memalign(malloc_default_zone(), SIZE, SIZE);按照SIZE对齐刚好是申请了一个内存分页
AutoreleasePoolPage *page = hotPage();
//判断当前激活AutoreleasePoolPage存在并且没满
if (page && !page->full()) {
//直接在当前分页中添加一个autorelease对象
return page->add(obj);
} else if (page) {//如果当前分页存在并且满了
//创建一个新的分页设为激活并添加autorelease对象
return autoreleaseFullPage(obj, page);
} else {//如果当前没有激活的分页
//创建分页设为激活并且添加autorelease对象
return autoreleaseNoPage(obj);
}
}
这类总结下push的时候我们获取当前激活的AutoreleasePoolPage分页，当前激活的不存在或满了就新申请个AutoreleasePoolPage分页，并且将当前分页设置为激活状态，再把POOL_SENTINEL当做哨兵push到栈顶，
下面我们再来看看AutoreleasePoolPage的pop方法做了什么
//这里的token就是push对应的POOL_SENTINEL哨兵返回的内存地址
static inline void pop(void *token)
{
AutoreleasePoolPage *page;
id *stop;
if (token) {
//1、根据上个哨兵内存地址找出哨兵所在的AutoreleasePoolPage
page = pageForPointer(token);
//标记哨兵所在位置
stop = (id *)token;
assert(*stop == POOL_SENTINEL);
} else {
//2、如果token不存在，直接找到链表第一个AutoreleasePoolPage
page = coldPage();
assert(page);
//标记第一个页的栈底位置
stop = page->begin();
}
if (PrintPoolHiwat) printHiwat();
//3、链表从后向前，把堆栈中从记录的哨兵位置到链表最后一个页，也就是激活页的栈顶分别用objc_release(obj)释放
page->releaseUntil(stop);
}
5、总结下
①一个线程的autoreleasepool存储结构是由AutoreleasePoolPage组成的双向链表
②早起版本每个AutoreleasePoolPage是一个内存分页，包含成员和一个stack
static size_t const SIZE =
#if PROTECT_AUTORELEASEPOOL
PAGE_MAX_SIZE; // must be multiple of vm page size
#else
PAGE_MIN_SIZE; // size and alignment, power of 2
#endif
③链表的所有AutoreleasePoolPage的stack加起来其实就是一个总的stack，分页是为了优化内存
④每次push在stack中添加一个值为nil的哨兵，并返回这个哨兵所在位置
⑤每次pop从stack栈顶开始一个一个把栈顶元素弹出并调用objc_release(obj)释放，直到遇到传入的哨兵才停止
⑥autoreleasepool嵌套使用stack实现
