iOS面試—二、autoreleasePool

時間 2019-12-11

標籤 ios 面試 autoreleasepool 欄目 iOS 简体版

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問：api

1. 談談你對自動釋放池的理解函數

2.自動釋放池在mrc 和 arc 下的區別oop

3.多層自動釋放池嵌套的對象在哪一層釋放。優化

1、釋放時機簡介：

自動釋放池是oc提供的一種自動回收的機制，具備延遲釋放的特性，即當咱們建立了一個對象，並把他加入到了自動釋放池中時，他不會當即被釋放，會等到一次runloop結束或者做用域超出{}或者超出[pool release]以後再被釋放。ui

一、MRC

(1). NSAutoreleasePool 建立.net

經過手動建立的方式來建立自動釋放池，這種方式建立的自動釋放池須要手動調用release（引用計數環境下，調用release和drain的效果相同，可是在CG下，drain會觸發GC,release不會），自動釋放池銷燬時機：[pool release]代碼執行完後線程

方法以下：指針

   NSAutoreleasePool *pool = [[ NSAutoreleasePool alloc]init ];//建立一個自動釋放池
    Person *person = [[Person alloc]init];
    //調autorelease方法將對象加入到自動釋放池
    //注意使用該方法，對象不會本身加入到自動釋放池，須要人爲調用autorelease方法加入
    [person autorelease];
    //,手動釋放自動釋放池執行完這行代碼是，自動釋放池會對加入他中的對象作一次release操做
    [pool release];

(2). 經過@autoreleasepool來建立對象

*1. 對象的建立在自動釋放池裏面blog

@autoreleasepool {
        //在這個{}以內的變量默認被添加到自動釋放池
         Person *p = [[Person alloc] init];
      }//出了這個括號，p被釋放

*2. 若是一個變量在自動釋放池以外建立，以下，須要經過__autoreleasing該修飾符將其加入到自動釋放池。

 @autoreleasepool {

}
Person *   __autoreleasing p = [
[Person alloc]init];
 self.person = p;

系統就是經過@autoreleasepool {}這種方式來爲咱們建立自動釋放池的，一個線程對應一個runloop，系統會爲每個runloop隱式的建立一個自動釋放池，全部的autoreleasePool構成一個棧式結構，在每一個runloop結束時，當前棧頂的autoreleasePool會被銷燬，並且會對其中的每個對象作一次release（嚴格來講，是你對這個對象作了幾回autorelease就會作幾回release，不必定是一次).

特別指出，使用容器的block版本的枚舉器的時候，系統會自動添加一個autoreleasePool

[array enumerateObjectsUsingBlock:^(id obj, NSUInteger idx, BOOL *stop) { 
// 這裏被一個局部@autoreleasepool包圍着 
}];

三、ARC

ARC下除了NSAutoreleasePool不可用之外，其餘的同MRC

四、嵌套的autoreleasepool：autorelease對象被添加進離他最近的自動釋放池，多層的pool會有多個哨兵對象。

@autoreleasepool {//p1被放在該自動釋放池裏面
        Person *p1 = [[Person alloc]init];
        @autoreleasepool {//p2被放在該自動釋放池裏面
            Person *p2 = [[Person alloc]init];
        }
    }

2、自動釋放池的原理：

AutoreleasePoolPage：每個自動釋放池沒有單獨的結構，每個autorealeasePool對象都是由若干個autoreleasePoolPage經過雙向鏈表鏈接而成，類的定義以下

class AutoreleasePoolPage 
{
    magic_t const magic;
    id *next;//指向棧頂最新被添加進來的autorelease對象的下一個位置
    pthread_t const thread;//指向當前線程
    AutoreleasePoolPage * const parent;
    AutoreleasePoolPage *child;
    uint32_t const depth;
    uint32_t 
  }

autoreleasePool是按照線程一一對應的，
autoreleasePoolPage會開闢4096字節空間，除了上面的實例變量所佔的空間，剩餘的空間所有用來存儲autorelease對象的地址
id *next:指向棧頂最新被添加進來的autorelease對象的下一個位置
一個autoreleasePoolPage空間被佔滿時，會建立一個新的autoreleasePoolPage對象，後來的對象添加在在新
autoreleasePoolPage中
哨兵對象：本質是一個值爲nil的對象，由被定義在* NSAutoreleasePool類中的_token指針來保存。
hotPage:最新建立的AutoreleasePoolPage.

系統經過一個棧來管理全部的自動釋放池，每當建立了一個新的自動釋放池，系統就會把它壓入棧頂，而且傳入一個哨兵對象,將哨兵對象插入hotPage，這裏分三種狀況

若hotPage未滿，則直接插入哨兵對象，
要是滿了，新建一個NSAutoreleasePoolPage，並將其做爲hotPage，而後將哨兵對象插入
若是沒有NSAutoreleasePoolPage,則新建一個NSAutoreleasePoolPage，並將其做爲hotPage，插入哨兵對象，注意。這裏的hotPage是沒有父節點的。

每當有一個自動釋放池要被釋放的時候，哨兵對象就會做爲參數被傳入，找到該哨兵對象所在的位置後，將全部晚於哨兵對象的autorelease彈出，並對他們作一次release，而後將next指針一到合適的位置。

3、自動釋放池的應用場景

一、對象做爲函數返回值
　　當一個對象要做爲函數返回值的時候，由於要遵循誰申請誰釋放的思想，因此應該在返回以前釋放，但要是返回以前釋放了，就會形成野指針錯誤，可是要是不釋放，那麼就違背了誰申請誰釋放的原則，因此就可使用autorelease延遲釋放的特性，將其在返回以前作一次autorelease，加入到自動釋放池中，保證能夠被返回，一次runloop之>>後系統會幫咱們釋放他

二、臨時生成大量對象,必定要將自動釋放池放在for循環裏面，要釋放在外面，就會由於大量對象得不到及時釋放，而形成內存緊張，最後程序意外退出

for (int i = 0; i<10000; i++) {
        @autoreleasepool {
            UIImageView *imegeV = [[UIImageView alloc]init];
            imegeV.image = [UIImage imageNamed:@"efef"];
            [self.view addSubview:imegeV];
        }
    }

4、ARC下autorelease的優化

ARC下，runtime提供了一套對autorelease返回值的優化策略TLS(線程局部存儲),就是爲每一個線程單獨分配一塊棧控件。以key-value的形式對數據進行存儲（ARC對autorelease對象的優化標記）。先看優化中涉及到的幾個函數：

一、__builtin_return_address(int level)

是一個內建函數，做用是返回函數的地址，參數是層級，若是是0，則表示是當前函數體返回地址；若是是1：則表示調用這個函數的外層函數。當咱們知道了一個函數體的返回地址的時候，就能夠根據反彙編，利用某些固定的偏移量，被調方能夠定位到主調放在返回值後>面的彙編指令，來肯定該條函數指令調用完成後下一個調用的函數

二、objc_autoreleaseReturnValue

經過__builtin_return_address（int level）檢測外部是否是ARC環境，能夠替代autorelease，是的話直接返回object，不是的話調用objc_autorelease()將對象註冊到自動釋放池裏面，最後經過objc_retain來獲取對象。

三、objc_retainAutoreleasedReturnValue

經過以上代碼能夠看出，與objc_autoreleaseReturnValue配合使用，若是在執行完objc_autoreleaseReturnValue（）這個函數的下一個調用函數是objc_retainAutoreleasedReturnValue，那麼就走最優化（在TLS中查詢關於這個對象，若是有，直接返回對象，再也不對對象作retain）。

過程：

新建Person類 Person.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Person : NSObject
+(instancetype)createPerson;

@end

Person.m

#import "Person.h"

@implementation Person

+(instancetype)createPerson{
    return [self new];
}

@end

ViewController.m

#import "ViewController.h"
#import "Person.h"
@interface ViewController ()
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
   [self testPerson];
}

- (void)TestPerson {
    self.person = [Person createPerson];
}

簡化後對應的彙編:

+ (instancetype)createPerson {
    id tmp = [self new];  
    return objc_autoreleaseReturnValue(tmp); 
} 
- (void)testFoo {
    id tmp = _objc_retainAutoreleasedReturnValue([Person createPerson]); 

}

在調用objc_autoreleaseReturnValue的時候，會先經過__builtin_return_address這個內建函數return address，而後根據這個地址判斷主調方在調用完objc_autoreleaseReturnValue這個函數之後是否緊接着調用了objc_retainAutoreleasedReturnValue函數，若是是，那麼objc_autoreleaseReturnValue()就不將返回的對象註冊到自動釋放池裏面（不作autorelease），runtime會將這個返回值存儲在TLS中，作一個優化標記，而後直接返回這個對象給函數的調用方，在外部接收這個返回值的objc_retainAutoreleasedReturnValue（）會先在TLS中查詢有沒有這個對象，若是有，那麼就直接返回這個對象（不調用retain），因此經過objc_autoreleaseReturnValue和objc_retainAutoreleasedReturnValue的相互配合，利用TSL作一箇中轉，在ARC下省去了autorelease和retain的步驟，在必定程度上達到了最優化.