iOS 中,autoreleasepool 的底层实现

在 iOS 中,autoreleasepool 的底层实现基于 Objective-C 运行时(runtime)和内存管理机制。

图解说明

  1. Objective-C Runtime 和 Autoreleasepool 的创建

    在 Objective-C 中,每次进入一个 @autoreleasepool 块时,都会创建一个 AutoreleasePool 对象,这个对象会被加入到当前线程的 AutoreleasePoolStack 中。

    ----------------------
    | AutoreleasePoolStack |
    |----------------------|
    |     AutoreleasePool  |  <-- 新创建的 pool
    |----------------------|
    |     AutoreleasePool  |  <-- 之前的 pool
    ----------------------
    
  2. 对象的 autorelease

    当对象调用 autorelease 方法时,它会被添加到当前的 AutoreleasePool 中,而不是立即被释放。

    NSObject *obj = [[NSObject alloc] autorelease];
    

    这时,obj 被加入到当前线程的 AutoreleasePool 对象列表中。

    AutoreleasePool
    -----------------
    |   obj        |
    |   obj2       |
    |   obj3       |
    -----------------
    
  3. AutoreleasePool 的销毁

    当离开 @autoreleasepool 块时,当前的 AutoreleasePool 对象会被销毁,并且池中的所有对象都会接收到 release 消息。

    @autoreleasepool {
        NSObject *obj = [[NSObject alloc] autorelease];
        // do something
    }  // 此处 `obj` 被释放
    

    销毁时,AutoreleasePool 中的每个对象都会执行 release 操作。

    obj1.release()
    obj2.release()
    obj3.release()
    

底层实现细节

  • AutoreleasePoolPage

    AutoreleasePool 实际上是由多个 AutoreleasePoolPage 组成,每个页面大小固定,使用链表链接。每当一个页面填满时,会创建一个新的页面。

    ---------------------
    | AutoreleasePoolPage|
    |--------------------|
    |       obj1         |
    |       obj2         |
    |       ...          |
    |--------------------| --> Next Page
    |       objN         |
    |--------------------|
    
  • AutoreleasePoolPage::push 和 pop

    @autoreleasepool 块开始时,会调用 push 方法创建一个新的页面,并将其加入到链表中。在块结束时,调用 pop 方法从当前页面开始清理对象,并释放页面。

    AutoreleasePoolPage *page = new AutoreleasePoolPage();
    page->push();
    // 在块结束时
    page->pop();
    

通过这种方式,autoreleasepool 实现了自动管理内存释放,减少了开发者手动管理内存的负担,同时确保了内存的高效使用。


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