AutoreleasePool

AutoreleasePool 解析

draveness/analyze

黑幕背后的Autorelease

整个 iOS 的入口都是放到 @autoreleasepool 的 block 中：

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

然后编译器会将其改写成下面的代码：

void *context = objc_autoreleasePoolPush();
// {}中的代码
objc_autoreleasePoolPop(context);

我们也可以通过手动调用 @autoreleasepool 来创建自己的自动释放池。

RunLoop 每次处理事件时也会创建和释放 autoreleasepool 。App 启动后，会在主线程的 RunLoop 里注册两个 autoreleasepool 相关的 Observer ，其回调的方法都是 _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler() 。

  1. 第一个 Observer 监听的事件是 Entry ，即将进入 Loop ，会调用 _objc_autoreleasePoolPush() 来创建自动释放池，order 是 -2147483647 ，优先级最高，确保自动释放池的创建在其它回调之前；
  2. 第二个 Observer 监听了 BeforeWaiting 事件，当处理完事件即将进入休眠时调用，会调用 _objc_autoreleasePoolPop() 来释放自动释放池，order 是 2147483647 ，优先级最低，确保自动释放池的释放在所有回调之后，同时也会调用 _objc_autoreleasePoolPush() 来创建一个新的自动释放池，以供下一次唤醒使用；
void *objc_autoreleasePoolPush(void) {
    return AutoreleasePoolPage::push();
}

void objc_autoreleasePoolPop(void *ctxt) {
    AutoreleasePoolPage::pop(ctxt);
}

AutoreleasePage 的定义如下：

class AutoreleasePoolPage {
    magic_t const magic;
    id *next;
    pthread_t const thread;
    AutoreleasePoolPage * const parent;
    AutoreleasePoolPage *child;
    uint32_t const depth;
    uint32_t hiwat;
};

自动释放池是由一系列的 AutoreleasePoolPage 组成，每个 AutoreleasePoolPage 的大小都是 4096 bit 大小。

  • 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

当使用容器的 block 枚举时，内部会自动添加一个 AutoreleasePool ：

[array enumerateObjectsUsingBlock:^(id obj, NSUInteger idx, BOOL *stop) {
    // 这里被一个局部@autoreleasepool包围着
}];

但是普通的 for 循环和 for in 循环中是没有的，所以当遍历中的 autorelease 变量所占用的内存较大时，需要手动添加 @autoreleasepool 。

@autoreleasepool uses in Swift

@autoreleasepool uses in 2019 Swift

本文先是简单的介绍了 autoreleasepool 在 Objective-C 中的使用场景——在循环体中大量创建 autorelease 对象。而 ARC 对 Swift 的优化在过去几年中进步了很多，根据作者的测试，似乎 ARC for Swift 从不调用 autorelease ，而是用多次调用 release 来替代。所以对于纯粹的 Swift 对象我们可能不再需要 autoreleasepool 。但在 Swift 开发中 autoreleasepool 仍然有用，因为在 UIKit 和 Foundation 中仍然存在调用 autorelease 的遗留 Objective-C 类。在 Swift 5.2 上测试确实如此。

Swifter

其实对于这个特定的例子，我们并不一定需要加入自动释放。在 Swift 中更提倡的是用初始化方法而不是用像上面那样的类方法来生成对象，而且从 Swift 1.1 开始，因为加入了可以返回 nil 的初始化方法，像上面例子中那样的工厂方法都已经从 API 中删除了。今后我们都应该这样写：

let data = Data(contentsOfFile: path)

使用初始化方法的话，我们就不需要面临自动释放的问题了，每次在超过作用域后，自动内存管理都将为我们处理好内存相关的事情。