小碼哥iOS學習筆記第二十四天: Tagged Pointer

1、iOS程序的內存佈局

2、Tagged Pointer

• 從64bit開始，iOS引入了Tagged Pointer技術，用於優化NSNumber、NSDate、NSString等小對象的存儲
• 在沒有使用Tagged Pointer以前， NSNumber等對象須要動態分配內存、維護引用計數等，NSNumber指針存儲的是堆中NSNumber對象的地址值
• 使用Tagged Pointer以後，NSNumber指針裏面存儲的數據變成了: Tag + Data，也就是將數據直接存儲在了指針中
• 當指針不夠存儲數據時，纔會使用動態分配內存的方式來存儲數據

NSNumber *num1 = [NSNumber numberWithInt:1];
NSNumber *num2 = @(2);
NSNumber *num3 = @3;
NSNumber *num4 = @(1233221132133211233);

NSLog(@"%p", num1);
NSLog(@"%p", num2);
NSLog(@"%p", num3);
NSLog(@"%p", num4);
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• objc_msgSend能識別Tagged Pointer，好比NSNumber的intValue方法，直接從指針提取數據，節省了之前的調用開銷

NSNumber *num1 = [NSNumber numberWithInt:1];
[num1 intValue];
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• 如何判斷一個指針是否爲Tagged Pointer？
  • iOS平臺，最高有效位是1（第64bit）
  • Mac平臺，最低有效位是1

• 判斷一個指針是不是Tagged Pointer的源碼使用的是_objc_isTaggedPointer函數

static inline bool _objc_isTaggedPointer(const void * _Nullable ptr) {
    return ((uintptr_t)ptr & _OBJC_TAG_MASK) == _OBJC_TAG_MASK;
}
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3、面試題

一、下面這段代碼執行後, 會發生什麼

#import "ViewController.h"

@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:@"abcdefghijklmn"];
        });
    }
}

@end
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• 運行程序, 能夠看到崩潰在了objc_release中

• 這主要是由於在-setName:方法中, 實際的實現以下

- (void)setName:(NSString *)name
{
    if (_name != name) {
        [_name release];
        _name = [name copy];
    }
}
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• 由於使用多線程賦值, 因此會有多個線程同時調用[_name release], 因此才發觸發上面的崩潰
• 解決的方式就是加鎖, 可使用atomic, 或者其餘的鎖

@property (atomic, copy) NSString *name;
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二、下面的代碼爲何能夠正常運行, 不會崩潰

#import "ViewController.h"

@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:@"abc"];
        });
    }
}
@end
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• 運行程序, 上面的代碼確實不會發生崩潰
• 這是由於[NSString stringWithFormat:@"abc"]是一個Tagged Pointer, 在調用-setName:方法時, 底層使用的是objc_msgSend(self, @selector(setName:)
• 此時就會在底層調用_objc_isTaggedPointer函數判斷是不是Tagged Pointer, 若是是, 就會直接將地址賦值給_name, 沒有release和copy的操做