[iOS底层]-autoreleasepool底层原理

autoreleasepool的基本原理

下载Demo,通过使用Clang编译器把OC文件编译成C++文件的学习，我们已经知道如何把OC编译成C++。接下来就把main.m编译成main.cpp，得到@autoreleasepool的C++的底层源码：

int main(int argc, char * argv[]) {
    NSString * appDelegateClassName;
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 

        appDelegateClassName = NSStringFromClass(((Class (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("AppDelegate"), sel_registerName("class")));
    }
    return UIApplicationMain(argc, argv, __null, appDelegateClassName);
}

可以很直观的看出，autoreleasepool被解析成一个代码块{ }，并且创建了一个__AtAutoreleasePool __autoreleasepool;结构体。

struct __AtAutoreleasePool {
  __AtAutoreleasePool() {atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}
  ~__AtAutoreleasePool() {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}
  void * atautoreleasepoolobj;
};

autoreleasepool原理如下:

放在autoreleasepool中的变量和方法都是在一个局部作用域中执行。
这个局部作用域中第一行会先创建一个__AtAutoreleasePool结构体对象，这个时候会调用结构体初始化方法__AtAutoreleasePool()，进行objc_autoreleasePoolPush。
等作用域所有代码执行完毕，作用域进行销毁，此时__AtAutoreleasePool结构体对象也会销毁，调用析构方法~__AtAutoreleasePool(),执行objc_autoreleasePoolPop。

objc_autoreleasePoolPush方法分析

// objc_autoreleasePoolPush调用了AutoreleasePoolPage的push方法
void *
objc_autoreleasePoolPush(void)
{
    return AutoreleasePoolPage::push();
}

// 注意苹果这段注释，对autoreleasepool的实现做了一个说明
/***********************************************************************
   Autorelease pool implementation

   A thread's autorelease pool is a stack of pointers. 
   Each pointer is either an object to release, or POOL_BOUNDARY which is 
     an autorelease pool boundary.
   A pool token is a pointer to the POOL_BOUNDARY for that pool. When 
     the pool is popped, every object hotter than the sentinel is released.
   The stack is divided into a doubly-linked list of pages. Pages are added 
     and deleted as necessary. 
   Thread-local storage points to the hot page, where newly autoreleased 
     objects are stored. 
**********************************************************************/
class AutoreleasePoolPage : private AutoreleasePoolPageData

objc_autoreleasePoolPush调用的是AutoreleasePoolPage类的push方法，找到AutoreleasePoolPage定义的地方，可以看到注释部分，苹果对Autorelease pool的实现做了一个说明:

autoreleasepool是一个栈结构的指针集，其中存储是要释放的对象，或者是一个表示边界的哨兵对象POOL_BOUNDARY
当pool进行pop操作的时候,遇到了POOL_BOUNDARY,表示对象都释放完了。
栈存储在page中，page和page之间通过双向链表进行连接。
当前操作的页会标识为hot page,并且线程会进行存储。

AutoreleasePoolPage结构

struct AutoreleasePoolPageData
{
	magic_t const magic;
	__unsafe_unretained id *next;
	pthread_t const thread;
	AutoreleasePoolPage * const parent;
	AutoreleasePoolPage *child;
	uint32_t const depth;
	uint32_t hiwat;

	AutoreleasePoolPageData(__unsafe_unretained id* _next, pthread_t _thread, AutoreleasePoolPage* _parent, uint32_t _depth, uint32_t _hiwat)
		: magic(), next(_next), thread(_thread),
		  parent(_parent), child(nil),
		  depth(_depth), hiwat(_hiwat)
	{
	}
};