iOS开发(13)内存管理

一、定时器的内存

1、CADisplayLink、NSTimer使用注意

• CADisplayLink、NSTimer会对target产生强引用，如果target又对它们产生强引用，那么就会引发循环引用

• 解决方案
  使用block

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

使用代理对象（NSProxy）

+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target
{
    // NSProxy对象不需要调用init，因为它本来就没有init方法
    BDProxy *proxy = [self alloc];
    proxy.target = target;
    return proxy;
}

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel
{
    return [self.target methodSignatureForSelector:sel];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation
{
    [invocation invokeWithTarget:self.target];
}

BDTimerProxy *proxy = [BDTimerProxy proxyWithTarget:self];
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:proxy selector:@selector(timerTest) userInfo:nil repeats:YES];

2、GCD定时器

• NSTimer依赖于RunLoop，如果RunLoop的任务过于繁重，可能会导致NSTimer不准时

• 而GCD的定时器会更加准时

  
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二、内存布局

1、iOS程序的内存布局

• 代码段：编译之后的代码

• 数据段
  字符串常量：比如NSString *str = @"123"
  已初始化数据：已初始化的全局变量、静态变量等
  未初始化数据：未初始化的全局变量、静态变量等

• 栈：函数调用开销，比如局部变量。分配的内存空间地址越来越小

• 堆：通过alloc、malloc、calloc等动态分配的空间，分配的内存空间地址越来越大

  
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2、Tagged Pointer

• 从64bit开始，iOS引入了Tagged Pointer技术，用于优化NSNumber、NSDate、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、维护引用计数等，NSNumber指针存储的是堆中NSNumber对象的地址值

• 使用Tagged Pointer之后，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销

• 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

3、判断是否为Tagged Pointer

5.png 6.png

4、思考以下2段代码能发生什么事？有什么区别？

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三、对象的内存管理

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，释放其占用的内存空间

• 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或者autorelease来释放它
  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);

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2、copy和mutableCopy

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3、引用计数的存储

• 在64bit中，引用计数可以直接存储在优化过的isa指针中，也可能存储在SideTable类中

• refcnts是一个存放着对象引用计数的散列表

  
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4、dealloc
当一个对象要释放时，会自动调用dealloc，接下的调用轨迹是
dealloc
_objc_rootDealloc
rootDealloc
object_dispose
objc_destructInstance、free

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四、自动释放池

1、自动释放池

• 自动释放池的主要底层数据结构是：__AtAutoreleasePool、AutoreleasePoolPage

• 调用了autorelease的对象最终都是通过AutoreleasePoolPage对象来管理的

• 源码分析
  clang重写@autoreleasepool
  objc4源码：NSObject.mm

  
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2、AutoreleasePoolPage的结构

• 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

• 所有的AutoreleasePoolPage对象通过双向链表的形式连接在一起

  
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• 调用push方法会将一个POOL_BOUNDARY入栈，并且返回其存放的内存地址

• 调用pop方法时传入一个POOL_BOUNDARY的内存地址，会从最后一个入栈的对象开始发送release消息，直到遇到这个POOL_BOUNDARY

• id *next指向了下一个能存放autorelease对象地址的区域

3、Runloop和Autorelease

• iOS在主线程的Runloop中注册了2个Observer
  第1个Observer监听了kCFRunLoopEntry事件，会调用objc_autoreleasePoolPush()
  第2个Observer
  监听了kCFRunLoopBeforeWaiting事件，会调用objc_autoreleasePoolPop()、objc_autoreleasePoolPush()
  监听了kCFRunLoopBeforeExit事件，会调用objc_autoreleasePoolPop()

面试题

1、使用CADisplayLink、NSTimer有什么注意点？

2、介绍下内存的几大区域

3、讲一下你对 iOS 内存管理的理解

4、ARC 都帮我们做了什么？
LLVM + Runtime

5、weak指针的实现原理

6、autorelease对象在什么时机会被调用release

7、方法里有局部对象， 出了方法后会立即释放吗