ios 引用计数 retain release过程中不免要操作一张散列表（taggedPoint 也不在此次讨论范围内）

那么散列表究竟是个什么样的结构，它与引用计数的关系是什么样的，这是我们此次通过源码探究的主题

进入libobjc 源码 (具体源码参考 - objc4-841.13可调试/编译源码更新(for M1))

以retain为例 涉及到一个结构

image.png image.png

引出StripedMap

image.png

StripedMap 中包含一个数组，数组个数 -- arm 8; x86-64 64

以arm为例，就是 StripedMap中存储了8张表

image.png

我们具体操作的时候 是取StripedMap 中的某一张表

取表的过程

• 通过一个key，也就是object的指针，也就是地址，可以认为是唯一的（具体虚拟地址偏移不在此次讨论范围），用过字典，应该知道这是什么意思

• 把指针转换为 整型地址，也就是一个无符号整型变量 --- uint_var

• 哈希函数 - (uint_var >> 4) ^ (unint_var >> 9) % 8(不做说明，后面的StripeCount 都按8计，也就是arm结构), 得到的是 数组中的索引index， 范围0 ~ 7

• 通过 array[index] 取出 SideTable

由于 StripedMap 是全局的，必然存在访问问题，表中的元素 加锁 解锁操作

image.png

上面最开始的retain示例中，SideTables(), 就是获取到了 StripedMap

SideTables()[this] 就是 StripedMap[对象指针], 上面已提到过运算符[]重载

SideTable

image.png

你会发现操作这两表时 为了线程安全，避免不了锁的操作，必然存在性能消耗与效率问题

既然 表是全局的，必然存在回收机制

以refcnts为例， 拿到 SideTable之后，进一步 取RefcountMap

StripedMap[对象指针].refcnts ---> RefcountMap

image.png

其实 RefcountMap 为了安全考虑，掩盖了指针

继续向上溯源 objc::DenseMap

image.png

继续 DenseMapBase

image.png image.png

又又出现了 运算符[]重载

• StripedMap[对象指针].refcnts ---> RefcountMap

• StripedMap[对象指针].refcnts[对象指针] ---> 引用计数存储的引用(简单理解就是获取到了 对象的引用计数变量)

  • 其实 并不是直接取出引用计数了
  • 还涉及一层，只是把这里的细节全展示，你会一个感觉，脑仁疼
  • 由于这块c++做了封装，所以不拿出来分析

理解散列表

对于散列表的理解，需要自带一些抽象气质

• 全局StripdMap可以理解为三层套娃结构

• 第一层，通过 对象指针地址 经过哈希函数运算，得到 StripdMap中数组结构的索引

• 第二层，通过hash得到的索引，从 StripdMap中数组结构 中取出 Sidetable

• 可以选择是使用SideTable 的引用计数表 还是 弱引用表

• 引用计数表（SideTable成员refcnts）为例，refcnts[对象指针] --> Bucket 结构

  image.png

• BucketT 是个 <key,value> 键值结构

image.png

• 找bucket的过程与 ios慢速查找selector 的cache过程类似, ios底层cache详解

• Bucket中 取出value

• 还不算完，取出的value不是纯粹意义上整型变量，而应该看待为一个 bit结构，只有相应位置才存储引用计数，其余位有特殊功能

• Bucket - value 是从低位 第2个bit位开始存储 引用计数的，也就是每次加减 都是 2 或者 是 1<<1 这样的操作

image.png

引用计数表 - 引用计数逻辑

引用计数的操作主要包含两部分 retain / release

• retain

  • taggedPoint 没有引用计数操作， 非taggedPoint 也就是nonpoint_isa 与 纯isa存在引用计数操作

  • 未开启指针优化的话，就是纯isa，只操作散列表中的引用计数

  • nonpoint_isa 操作isa 中的 extra_rc 与 散列表，散列表通过 isa中的位 has_sidetable_rc 来标识

  • 以下主要说明的是 nonpoint_isa的操作过程

  • isa中取出 extra_rc, 如果+1 发现 19位 存满了，就extra_rc 折半，留一半，另一半存储到 散列表中，同时 has_sidetable_rc 标识为1

  • 散列表的操作

  • StripedMap 对象指针 hash运算，从 StripedMap.array中取出 SideTable

  • SideTable.refcnts(引用计数表) 再次通过 对象指针 另一个hash函数运算，取出Bucket结构(<key,value>结构)

    • Buckets（一个一个的Bucket）结构， 如果hash得出的索引位置 正好命中了key，就没必要再继续遍历查找了，如果hash没有命中，就只能按部就班挨个偏移位置查找key是否相等 当然取决于hash函数的设计了 冲突概率越少 hash函数越好

  • 散列表 Bucket.value 低位开始 第二个位置 + 1，也就是 + 2，存储

  • 当然散列表由于是全局，所以操作需要 加锁 开锁

• release 与retain相反的过程

  • 此处讨论的还是 nonpoint_isa 的全流程

  • 首先 isa :: extra_rc 减 1，如果此时计数为0，同时 has_sidetable_rc 为0，没有引用散列表存储计数，就发送 dealloc

  • 如果 extra_rc 减1之后 不为0 就没有其他操作

  • 如果 extra_rc 减1为0， 同时 has_sidetable_rc 为1，就 从散列表 借出 extra_rc 所能存储的总数的一半，剩下的部分继续存储在散列表里， 取出的部分存到 extra_rc 里， 具体散列表的操作跟 retain过程中的一样，此处就不重复了

  • 如果 extra_rc 从散列表 借完计数之后，散列表计数为0，就删除散列表中的bucket结点, has_sidetable_rc 置为0

  • 下次release 继续 从 extra_rc 减1，直到减为0， 同时 has_sidetable_rc为0

  • 发送 dealloc消息 (这就是为什么dealloc 不能调用父类dealloc的缘故了)