底层原理：内存管理

定时器

下面这种用法会存在内存泄露

#import "ThirdViewController.h"

@interface ThirdViewController ()
@property (nonatomic, strong) CADisplayLink *link;
@end

@implementation ThirdViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
 
    //__weak typeof(self) weakSelf = self; 加了这句也不管用
    CADisplayLink *link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(linkTest)];
    [link addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes];
    self.link = link;
}

- (void)dealloc
{
    [self.link invalidate];
}
@end

NSTimer用下面的方式也会引起内存泄露

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
   
    NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(linkTest) userInfo:nil repeats:YES];
    self.timer = timer;
}

而使用下面的方式则不会出现内存泄露

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.

    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
        [weakSelf linkTest];
    }];
}

内存布局

static变量只有一份，放在数据段区

Tagged Pointer

• 从64bit开始，iOS引入了 Tagged Pointer 技术，用于优化NSNumber、NSDae、NSString等小对象的存储
• 在没有使用Tagged Pointer之前，NSNumber等对象需要动态分配内存、维护引引用计数等，NSNumber指针存储的是堆中NSNumber对象的地址值
• 使用 Tagged Pointe 后，NSNumber指针里面存储的数据变成了：Tag +Data，也就是将数据直接存储在了指针中
• 当对象指针的最低有效位是1，则该指针为Tagged Pointer
• 当指针不够存储数据时，才会使用动态分配内存的方式来存储数据
• objc_msgSend能识别 Tagged Pointer ,比如 NSNumber 的 intValue 方法，直接从指针提取数据，节省了以前的调用开稍
• 如何判断一个指针是否为Tagged Pointer？
  • iOS平台，最高有效位是1（第64bit）
  • Mac平台，最低有效位是1

OC对象的内存管理

• 在iOS中，使用引用计数来管理OC对象的内存
• 一个新创建的OC对象引用计数默认是1，当引用计数减为0，OC对象就会销毁，释放其占用的内存
• 调用retain会让OC对象的引用计数+1，调用release会让OC对象的引用计数-1
• 内存管理的经验总结
  • 当调用alloc、new、copy、mutableCopy方法返回了一个对象，在不需要这个对象时，要调用release释放它
  • 想拥有某个对象，就让它的引用计数+1；不想再拥有某个对象，就让它的引用计数-1
  • 可以通过以下私有函数来查看自动释放池的情况：

extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);

使用时，先在文件上方声明一下：extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);，使用时这样即可：_objc_autoreleasePoolPrint()。

MRC中的set方法

在MRC环境下，正确的 set 方法如下：

- (void)setPerson:(Person *)person
{
   if (_person != person)
   {
      [_person release];
      _person = [person retain];
   }
}

在MRC环境下常用的内存管理例子如下：

    //系统方式
    self.array = [NSMutableArray array];
    self.array = [[[NSMutableArray alloc]init] autoRelease];
    
    self.array = [[NSMutableArray alloc]init];
    [self.array release];
    
    NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc]init];
    self.array = array;
    [array release];

或者用下面的方式给自定义对象创建工厂方法:

@interface Person : NSObject
+ (instancetype)person;
@end

@implementation Person
+ (instancetype)person
{
    return [[[self alloc]init]autoRelease];
}
@end

synthesis 关键字的用法，@synthesize person = _person 这句话表明生成一个 person 的成员变量，来代替 _person 的变量
在 MRC 环境下，需要在子类的 dealloc 方法里调用父类的 dealloc 方法

copy用法

• 拷贝的目的：产生一个副本对象，跟源对象互不影响
• 修改了源对象，不会影响到副本对象
• 修改了副本对象，不会影响到源对象

iOS提供了2个拷贝方法

1. copy，不可变拷贝，产生不可变副本
2. mutableCopy，可变拷贝，产生可变副本，都是深拷贝

引用计数的存储

• iOS中，引用计数可以直接存储在优化过的 isa 指针中，也可能存储中SideTable类中
• extra_rc 里面存储的值是引用计数减1
• has_sidetable_rc 引用计数器是否过大无法存储在 isa 中，如果为1，那么引用计数会存储在一个叫 SideTable 的类的属性中。

weak指针的原理

本质上是将弱引用存放在一个散列表中，即哈希表，对象要销毁时，则从表中取出当前对象对应的弱引用表，把表中存储的那些弱引用清除掉。

• ARC都帮我们做了什么？
  • LLVM + Runtime相互合作的结果，利用LLVM编译器自动帮我们生成了 release、autoRelease 和 retain 等代码，像弱引用这样的存在则需要运行时 Runtime 支持的

autorelease 原理

• 自动释放池的主要底层数据结构是：__AutoreleasePool、AutoReleasePoolPage
• 调用了 autoRelease 的对象最终都是通过 AutoReleasePoolPage 对象来管理的
• 每个 AutoreleasePoolPage 对象占用4096字节内存，除了用来存放它内部的成员变量，剩下的空间用来存放 autorelease 对象的地址，即一旦对象被调用了 autoRelease 方法，则对象的地址会被添加到 AutoreleasePoolPage 中
• 所有的AutoreleasePoolPage 对象通过双向链表的形式连接在一起
• 在开始调用的时候调用了 objc_autoReleasePoolPush 方法，在结束调用的时候调用了 objc_autoReleasePoolPop 方法
• 调用push时，会传入 POOLBOUNDARY 并返回一个地址，起到一个标识作用，用来分割不同的@autoreleasepool。
• 调用pop时，会传入end的地址，并从后到前调用对象的 release 方法，直到POOLBOUNDARY 为止。如果存在多个page，会从child的page的最末尾开始调用，直到POOLBOUNDARY。

如果是多层@autoreleasepool的嵌套，会用同一个AutoreleasePoolPage对象，以下面的三个嵌套为例，在同一个page中的顺序是下图这样，不同的@autoreleasepool以POOL_BOUNDARY做分割。