內(nèi)存管理

• 內(nèi)存布局
• 內(nèi)存管理方案
• 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
• ARC & MRC
• 引用計數(shù)
• 弱引用
• 自動釋放池
• 循環(huán)引用

1.內(nèi)存布局

• 內(nèi)核區(qū)
• stack棧（向下增長）：方法調(diào)用
• heap堆（向上增長）：通過alloc等分配的對象
• bss： 未初始化的全局變量、靜態(tài)變量等。
• data：已初始化的全局變量等
• text：程序代碼

2.內(nèi)存管理方案

• TaggedPointer（NSNumber等小對象）
• NONPOINTER_ISA(64位架構(gòu))
• 散列表
  • 一個復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包含了弱引用表+引用計數(shù)表

2.1 NONPOINTER_ISA

arm64架構(gòu)

• 0：indexed標(biāo)志位
  • 為0代表當(dāng)前指針是一個純isa指針，里面內(nèi)容直接代表了當(dāng)前對象的類對象的地址
  • 為1代表：除了當(dāng)前對象的類對象的地址，還有一些內(nèi)存管理數(shù)據(jù)（非指針isa）
• 1：has_assoc當(dāng)前對象是否有關(guān)聯(lián)對象 0 沒有 1有
• 2：has_cxx_dtor 當(dāng)前對象是否使用了c++相關(guān)代碼
• 3~35（33位）：shiftcls 當(dāng)前對象的類對象的內(nèi)存地址
• 36~41（6位）：magic
• 42：weakly_referenced 當(dāng)前對象是否有弱引用指針
• 43：deallocating 當(dāng)前對象是否正在進行dealloc
• 44：has_sidetable_rc 當(dāng)前對象是否在散列表里（當(dāng)前isa指針，所存儲的引用計數(shù)達到上限）
• 45~63：extra_rc 額外引用計數(shù)的存儲

2.2 散列表方式

SideTables()結(jié)構(gòu)，哈希表

• 對應(yīng)多個SideTable
• SideTable 包含
  • spinlock_t 自旋鎖
  • RefcountMap 引用計數(shù)表
  • weak_table_t 弱引用表

2.3 分離鎖

• 為啥用多個SideTable？ 為了效率
• 分離鎖：可以并發(fā)執(zhí)行引用計數(shù)改變，但是同一個表只能按順序

2.4 怎樣實現(xiàn)管束分流

SideTables本質(zhì)是一張Hash表

3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

• spinlock_t 自旋鎖
• RefcountMap 引用計數(shù)表
• weak_table_t 弱引用表

3.1 Spinlock_t 自旋鎖

"忙等"鎖
適用于輕量訪問

3.2 RefcountMap 引用計數(shù)表

hash表實現(xiàn)， 插入、獲取 通過同一個函數(shù)

size_t
0：weakly_referenced 是否弱引用
1：deallocating 是否正在dealloc
2~63：RC

3.2 weak_table_t 引用計數(shù)表

key --Hash函數(shù)--> Value(weak_entry_t)

4 MRC & ARC

4.1 MRC 手動引用計數(shù)

• alloc
• retain
• release
• retainCount
• autorelease
• dealloc（MRC要寫super，ARC不寫）

4.2 ARC 自動引用計數(shù)

• ARC是LLVM和Runtime協(xié)作的結(jié)果
• ARC禁止調(diào)用4.1中的標(biāo)紅函數(shù)
• ARC中新增weak、strong

5 引用計數(shù)管理

實現(xiàn)原理分析

• alloc
• retain
• release
• retainCount
• dealloc

5.1 alloc

c函數(shù)calloc，此時并沒有設(shè)置引用計數(shù)為1,但是為啥獲取的retainCount是1要看retainCount的實現(xiàn)

5.2 retain

// 找到對應(yīng)的引用計數(shù)表 hash查找
SideTable& table = SideTables()[this];
// 獲取當(dāng)前引用計數(shù)  hash查找
size_t& refcountStroage = table.refcnts[this];
// 自增
refcountStroage += SIDE_TABLE_RC_ONE;

5.3release 實現(xiàn)

// 找到對應(yīng)的引用計數(shù)表 hash查找
SideTable& table = SideTables()[this];
// 獲取當(dāng)前引用計數(shù)  hash查找
RefcountMap::iterator it = table.refcnts.find(this);
// 自減
it->second -= SIDE_TABLE_RC_ONE;

5.4retainCount 實現(xiàn)

// 找到對應(yīng)的引用計數(shù)表 hash查找
SideTable& table = SideTables()[this];
size_t refcnt_result = 1;
// 獲取當(dāng)前引用計數(shù)  hash查找
RefcountMap::iterator it = table.refcnts.find(this);
// 1+引用計數(shù)右便宜然后
refcnt_result += it->second >> SIDE_TABLE_RC_SHIFT;

5.5 dealloc 實現(xiàn)

st=>start: 開始
e=>end: 結(jié)束
op=>operation: _objc_rootDealloc()
op0=>operation: rootDealloc()
cond=>condition: 是否可以釋放？
op1=>operation: c函數(shù)free()
op2=>operation: object_dispose()
st->op->op0->cond
cond(yes)->op1->e
cond(no)->op2->e

是否釋放的5個判斷條件

• nonpointer_isa
• weakly_referenced
• has_assoc
• has_cxx_dtor
• has_sidetable_rc