1.探索

首先通过po [NSRunloop currentRunloop]
在控制台可以看到以下打印信息，发现runloop与autoreleasepool有关系

auto.png

• 我们可以推测，在触发obsever监听的时候，会处理autoreleasepool
• order表示runloop处理的优先级
• 我们通过activities = 0xa0,可以监听autoreleasepool的处理

2.监听autoreleasepool

    char autoreleaseActive = 0xa0;
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), autoreleaseActive, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        
        NSLog(@"_wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler");
        
    });

• 通过实践，在一次runloop的周期中大概会执行5次。

• 添加一个信号断点

  
  屏幕快照 2018-05-09 上午11.30.32.png
• 发现在闲置状态(beforeWating)会不时进入这个断点

3.从runloop源码探究

auto2.png

• 虽然autoreleasepool的处理一直被触发，但是并没有唤醒休眠状态的runloop

4. autoreleasepool源码

提问：arc有必要使用autoreleasepool吗？

• 在mrc的时代，往往创建一个autoreleasepool对象
• arc则使用@ autoreleasepool

提问：arc下使用@ autoreleasepool 的意义？

• 首先执行下面两段代码作为对比

    for (int i = 0; i < 1024*1024*30; i++) {
        @autoreleasepool {
            
            NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"0123456789"];
            
        };
    }

    for (int i = 0; i < 1024*1024*30; i++) {
            
            NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"0123456789"];
            
    }

• 结论：
  第一段代码在会对内存进行优化，释放速度快；
  第二段代码造成内存大量堆积，释放缓慢
• 使用场景：当程序有大量中间临时变量产生时，避免内存使用峰值过高，及时释放内存的场景

通过clang解读@autoreleasepool源码

• 命令 clang -rewrite-objc

 extern "C" __declspec(dllimport) void * objc_autoreleasePoolPush(void);
    extern "C" __declspec(dllimport) void objc_autoreleasePoolPop(void *);
    struct __AtAutoreleasePool {
          __AtAutoreleasePool() {atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();}
          ~__AtAutoreleasePool() {objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);}
          void * atautoreleasepoolobj;
    };
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;

        @autoreleasepool {
            
            NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"0123456789"];
            
        };

约等于

        创建了一个autorelease对象  push　autorelease
         NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"0123456789"];
          释放掉autorelease（pop ～） clang

• 但是从clang出的源码中我们看不出释放，是因为autorelease的释放使用c++中的析构

5. autoreleasepool底层运行原理

• AutoreleasePoolPage实例

  magic_t const magic; //用来校验 AutoreleasePoolPage 的结构是否完整
  id *next;//指向最新添加的 autoreleased 对象的下一个位置，初始化时指向 begin() 
  pthread_t const thread;//指向当前线程
  AutoreleasePoolPage * const parent;// 指向父结点，第一个结点的 parent 值为 nil 
  AutoreleasePoolPage *child;//指向父结点，第一个结点的 parent 值为 nil 
  uint32_t const depth;//链表的深度，节点个数
  uint32_t hiwat;//high water mark 数据容纳的一个上限
  PAGE_MAX_SIZE;//size大小为4096,虚拟内存每个扇区4096个字节，4K对齐的说法
  COUNT;//一个page里的对象数
  POOL_BOUNDARY;//边界对象，以前为POOL_SENTINEL哨兵对象

(AutoreleasePool并没有单独的结构，而是由若干个AutoreleasePoolPage以双向链表的形式组成)

• 当我们添加一个需要被Autorelease的对象string1

 magic_t const magic; 
  id *next;
 NSString *string1;
  pthread_t const thread;
  AutoreleasePoolPage * const parent;的 parent 值为 nil 
  AutoreleasePoolPage *child;值为 nil 
  uint32_t const depth;
  uint32_t hiwat;
  PAGE_MAX_SIZE;
  COUNT;
  POOL_BOUNDARY;

• 再添加string2 、string3 内部会变成

 magic_t const magic; 
  id *next;
 NSString *string3;
 NSString *string2;
 NSString *string1;
  pthread_t const thread;
  AutoreleasePoolPage * const parent;的 parent 值为 nil 
  AutoreleasePoolPage *child;值为 nil 
  uint32_t const depth;
  uint32_t hiwat;
  PAGE_MAX_SIZE;
  COUNT;
  POOL_BOUNDARY;

这个操作是由id *next实现的，它在有新的对象加入AutoreleasePoolPage时，会自动指向下一个地址

• 当添加到上限时,新的对象就会加入到下一个page，所以构成了双向链表的结构

  magic_t const magic;                      magic_t const magic; 
  id *next;                                 id *next;  
 .....                                      NSString *string49;
 NSString *...;                             NSString *string50;
 NSString *...;                             pthread_t const thread;
 NSString *string3;                         ......       
 NSString *string2;                         ......
 NSString *string1;
  pthread_t const thread;
  AutoreleasePoolPage * const 
  AutoreleasePoolPage *child;
  uint32_t const depth;
  uint32_t hiwat;
  PAGE_MAX_SIZE;
  COUNT;
  POOL_BOUNDARY;

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总结

• AutoreleasePool并没有单独的结构，而是由若干个AutoreleasePoolPage以双向链表的形式组成
• AutoreleasePoolPage每个对象会开辟4096字节内存（也就是虚拟内存一页的大小），除了上面的实例变量所占空间，剩下的空间全部用来储存autorelease对象的地址
• iOS里的TaggedPointer不适用autorelesepool
• NSAutoreleasePool可以创建一个autorelease pool，但该对象本身也需要被释放 drain
• 在ARC下，不能使用上述方式调用autorelease，而应当使用@autoreleasepool{}
• 对于不同线程，应当创建自己的autorelease pool。如果应用长期存在，应该定期drain和创建新的autorelease pool。
• runloop 与 AutoreleasePool 是协同合作关系
• AutoreleasePool 与 runloop 与线程是一一对应的关系
• AutoreleasePool 在 runloop 在开始时被push，在runloop休眠时(beforewaiting状态)pop