Tagged Pointer 標(biāo)記指針

/*
小結(jié)：
1、為了節(jié)省內(nèi)存和提高執(zhí)行效率，從 64位架構(gòu)處理器開始，蘋果引入了標(biāo)記指針（Tagged Pointer）技術(shù)；
2、Tagged Pointer專門用來存儲小對象，比如NSString、NSNumber、NSDate、NSIndexPath；
3、__NSCFConstantString ： 常量字符串，存儲在常量區(qū)，繼承于 __NSCFString。相同內(nèi)容的 __NSCFConstantString 對象的地址相同；
4、__NSCFString：存儲在堆區(qū)，需要維護(hù)其引用計數(shù)；
5、NSTaggedPointerString: 字符串的值直接存儲在了指針上，其初始化的引用計數(shù)為2^64-1；
6、Tagged Pointer指針的值不再是堆區(qū)地址，而是包含該數(shù)據(jù)的值，所以它不會在堆上再開辟空間（存儲在棧中），也不需要管理對象的生命周期。（簡單說 就不是一個對象，沒有isa指針）；
7、Tagged Pointer位視圖： 標(biāo)識位 + 類標(biāo)識位 + 存儲數(shù)據(jù) + 數(shù)據(jù)類型；
8、當(dāng)Tagged Pointer存儲數(shù)據(jù)位不夠存儲該數(shù)據(jù)時，就會使用動態(tài)分配內(nèi)存的方式來存儲數(shù)據(jù)，此時指針指向的是堆中該對象的地址值；
9、小數(shù)不是Tagged Pointer，而是普通的對象，指向堆中地址。

1、NSTaggedPointerString類型的字符串，值不變的情況下，其標(biāo)記指針的值也不不會發(fā)生變化；
 2、源碼分析：Tagged Pointer不支持release、retain、autorelease、malloc和free等操作，其初始化的引用計數(shù)為2^64-1；
 3、NSTaggedPointerString字符串進(jìn)行賦值，訪問的是棧中的地址，不是一個對象，直接取值操作，所以不會crash，而且效率極高。


 1、__NSCFString存儲在堆中，需要維護(hù)引用計數(shù)。self.name通過setter方法為其賦值；
 2、異步并發(fā)執(zhí)行setter方法，可能就會有多條線程同時執(zhí)行[_name release]，連續(xù)release兩次就會造成對象的過度釋放，導(dǎo)致Crash。
*/

// Tagged Pointer
@objc func taggedPointerTest() {
    
    print(">>>>>>>>>>>>>> 開始打印 NSString")
    let c: Character = "a"
    var str = ""
    guard var v = c.asciiValue else { return }
    var classType = ""
    repeat {
        str.append(Character(UnicodeScalar(v)))
        let nsString = NSString(string: str)
        classType = type(of: nsString).description()
        let size = MemoryLayout.size(ofValue: nsString)
        print("字符串：\(nsString) ，字符串類型：\(classType)， 指針：\(String(format: "%p", nsString)), memory size:\(size)")
        v += 1
    } while (classType == "NSTaggedPointerString")
    
    print("\n>>>>>>>>> 類型開始變化的字符串長度為：\(str.count), 字符串：\(str)")
    for i in v ..< v+10 {
        str.append(Character(UnicodeScalar(i)))
        let nsString = NSString(string: str)
        classType = type(of: nsString).description()
        let size = MemoryLayout.size(ofValue: nsString)
        print("字符串：\(nsString) ，字符串類型：\(classType)， 指針：\(String(format: "%p", nsString)), memory size:\(size)")
    }
    
    print("\n>>>>>>>>>>>>>> 開始打印 NSNumber")
    let nums = [1, 2, 2.6, 3]
    for num in nums {
        let number = NSNumber(value: num)
        classType = type(of: number).description()
        let size = MemoryLayout.size(ofValue: number)
        print("Number：\(number) ，類型：\(classType)， 指針：\(String(format: "%p", number)), memory size:\(size)")
    }
    
    /*
     打印結(jié)果：
     
     >>>>>>>>>>>>>> 開始打印 NSString
     字符串：a ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0x90195bc20122acf3, memory size:8
     字符串：ab ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0x90195bc20113aceb, memory size:8
     字符串：abc ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0x90195bc23093ace3, memory size:8
     字符串：abcd ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0x90195bf03093acdb, memory size:8
     字符串：abcde ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0x901969703093acd3, memory size:8
     字符串：abcdef ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0x902a69703093accb, memory size:8
     字符串：abcdefg ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0xa3aa69703093acc3, memory size:8
     字符串：abcdefgh ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0x90085a0701a9d6bb, memory size:8
     字符串：abcdefghi ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0x94592a8223f03cb3, memory size:8
     字符串：abcdefghij ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x281454bc0, memory size:8

     >>>>>>>>> 類型開始變化的字符串長度為：10, 字符串：abcdefghij
     字符串：abcdefghijk ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x2814515a0, memory size:8
     字符串：abcdefghijkl ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x281450b80, memory size:8
     字符串：abcdefghijklm ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x281451580, memory size:8
     字符串：abcdefghijklmn ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x2814508a0, memory size:8
     字符串：abcdefghijklmno ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x281a21e00, memory size:8
     字符串：abcdefghijklmnop ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x281a224c0, memory size:8
     字符串：abcdefghijklmnopq ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x281a224f0, memory size:8
     字符串：abcdefghijklmnopqr ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x281a22520, memory size:8
     字符串：abcdefghijklmnopqrs ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x281a22550, memory size:8
     字符串：abcdefghijklmnopqrst ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x281a22580, memory size:8

     >>>>>>>>>>>>>> 開始打印 NSNumber
     Number：1 ，類型：__NSCFNumber， 指針：0x90195bc201229cd2, memory size:8
     Number：2 ，類型：__NSCFNumber， 指針：0x90195bc201229d52, memory size:8
     Number：2.6 ，類型：__NSCFNumber， 指針：0x281451460, memory size:8
     Number：3 ，類型：__NSCFNumber， 指針：0x90195bc201229dd2, memory size:8

    */
    
    
    /*
     小結(jié)：
     1、從 64位架構(gòu)處理器開始，蘋果引入了標(biāo)記指針（Tagged Pointer）技術(shù)；
     2、Tagged Pointer專門用來存儲小對象，比如NSString、NSNumber、NSDate、NSIndexPath；
     3、__NSCFConstantString ： 常量字符串，存儲在常量區(qū)，繼承于 __NSCFString。相同內(nèi)容的 __NSCFConstantString 對象的地址相同；
     4、__NSCFString：存儲在堆區(qū)，需要維護(hù)其引用計數(shù)；
     5、NSTaggedPointerString: 字符串的值直接存儲在了指針上，其初始化的引用計數(shù)為2^64-1；
     6、Tagged Pointer指針的值不再是堆區(qū)地址，而是包含該數(shù)據(jù)的值，所以它不會在堆上再開辟空間（存儲在棧中），也不需要管理對象的生命周期。（簡單說 就不是一個對象，沒有isa指針）；
     7、Tagged Pointer位視圖： 標(biāo)識位 + 類標(biāo)識位 + 存儲數(shù)據(jù) + 數(shù)據(jù)類型；
     8、當(dāng)Tagged Pointer存儲數(shù)據(jù)位不夠存儲該數(shù)據(jù)時，就會使用動態(tài)分配內(nèi)存的方式來存儲數(shù)據(jù)，此時指針指向的是堆中該對象的地址值；
     9、小數(shù)不是Tagged Pointer，而是普通的對象，指向堆中地址。
    */
   
}

var name: NSString?

@objc func taggedPointer_queue_operation_Test() {
    
    let queue = DispatchQueue.global(priority: .default)
    for i in 0...1000 {
        queue.async {
            self.name = NSString("abcdefghi")
            if let name = self.name {
                let classType = type(of: name).description()
                let size = MemoryLayout.size(ofValue: name)
                print("【\(i)】self.name：\(name) ，字符串類型：\(classType)， 指針：\(String(format: "%p", name)), memory size:\(size)，Thread：\(Thread.current)")
            }
        }
    }
    
    /*
     【0】self.name：abcdefghi ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0xb0d65176d01db9cb, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x282d30e00>{number = 6, name = (null)}
     【2】self.name：abcdefghi ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0xb0d65176d01db9cb, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x282d1ccc0>{number = 9, name = (null)}
     【4】self.name：abcdefghi ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0xb0d65176d01db9cb, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x282d30e00>{number = 6, name = (null)}
     【5】self.name：abcdefghi ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0xb0d65176d01db9cb, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x282d15e80>{number = 10, name = (null)}
     【1】self.name：abcdefghi ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0xb0d65176d01db9cb, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x282d1cd40>{number = 8, name = (null)}
     【8】self.name：abcdefghi ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0xb0d65176d01db9cb, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x282d15e80>{number = 10, name = (null)}
     【3】self.name：abcdefghi ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0xb0d65176d01db9cb, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x282d15f00>{number = 7, name = (null)}
     【12】self.name：abcdefghi ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0xb0d65176d01db9cb, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x282d15e80>{number = 10, name = (null)}
     【13】self.name：abcdefghi ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0xb0d65176d01db9cb, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x282d15f00>{number = 7, name = (null)}
     【9】self.name：abcdefghi ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0xb0d65176d01db9cb, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x282d1cd40>{number = 8, name = (null)}
     【14】self.name：abcdefghi ，字符串類型：NSTaggedPointerString， 指針：0xb0d65176d01db9cb, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x282d15e80>{number = 10, name = (null)}
     
     
     總結(jié)：
     
     __attribute__((aligned(16)))
     void objc_release(id obj)
     {
         if (!obj) return;
         if (obj->isTaggedPointer()) return;
         return obj->release();
     }
     
     
     1、NSTaggedPointerString類型的字符串，值不變的情況下，其標(biāo)記指針的值也不不會發(fā)生變化；
     2、源碼分析：Tagged Pointer不支持release、retain、autorelease、malloc和free等操作，其初始化的引用計數(shù)為2^64-1；
     3、NSTaggedPointerString字符串進(jìn)行賦值，訪問的是棧中的地址，不是一個對象，直接取值操作，所以不會crash，而且效率極高。

     */
    
    
    for i in 0...1000 {
        queue.async {
            self.name = NSString("abcdefghij")
            if let name = self.name {
                let classType = type(of: name).description()
                let size = MemoryLayout.size(ofValue: name)
                print("【\(i)】self.name：\(name) ，字符串類型：\(classType)， 指針：\(String(format: "%p", name)), memory size:\(size)，Thread：\(Thread.current)")
            }
        }
    }
    
    /*
     
     【1】self.name：abcdefghij ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x280720560, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x28122fd00>{number = 3, name = (null)}
     【0】self.name：abcdefghij ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x280734440, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x28125cb80>{number = 4, name = (null)}
     【5】self.name：abcdefghij ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x28075be80, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x28122fd00>{number = 3, name = (null)}
     【6】self.name：abcdefghij ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x2807344e0, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x28125cb80>{number = 4, name = (null)}
     【7】self.name：abcdefghij ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x28075bc60, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x28122fd00>{number = 3, name = (null)}
     【8】self.name：abcdefghij ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x280734500, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x28125cb80>{number = 4, name = (null)}
     【3】self.name：abcdefghij ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x2807209e0, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x2812545c0>{number = 7, name = (null)}
     【4】self.name：abcdefghij ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x280720500, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x281254580>{number = 9, name = (null)}
     【13】self.name：abcdefghij ，字符串類型：__NSCFString， 指針：0x28073d040, memory size:8，Thread：<NSThread: 0x2812545c0>{number = 7, name = (null)}
     
     
     總結(jié)：
     
     - (void)setName:(NSString *)name {
         if(_name != name) {
             [_name release];
             _name = [name retain]; // or [name copy]
         }
     
     1、__NSCFString存儲在堆中，需要維護(hù)引用計數(shù)。self.name通過setter方法為其賦值；
     2、異步并發(fā)執(zhí)行setter方法，可能就會有多條線程同時執(zhí)行[_name release]，連續(xù)release兩次就會造成對象的過度釋放，導(dǎo)致Crash。
     
     */
    
    
    // 解決辦法1： 加鎖處理：
    let lock = NSLock()
    for i in 0...1000 {
        queue.async {
            if lock.try() {
                lock.lock()
            }
            self.name = NSString("abcdefghij")
            if let name = self.name {
                let classType = type(of: name).description()
                let size = MemoryLayout.size(ofValue: name)
                print("【\(i)】self.name：\(name) ，字符串類型：\(classType)， 指針：\(String(format: "%p", name)), memory size:\(size)，Thread：\(Thread.current)")
            }
            lock.unlock()
        }
    }
    
    
    // 解決辦法2： 信號量處理
    let semphore = DispatchSemaphore(value: 1)
    for i in 0...1000 {
        queue.async {
            semphore.wait()
            self.name = NSString("abcdefghij")
            if let name = self.name {
                let classType = type(of: name).description()
                let size = MemoryLayout.size(ofValue: name)
                print("【\(i)】self.name：\(name) ，字符串類型：\(classType)， 指針：\(String(format: "%p", name)), memory size:\(size)，Thread：\(Thread.current)")
            }
            semphore.signal()
        }
    }
}

// 拓展一個面試題:
// 以下兩種情形分別會發(fā)生什么？
var number: NSNumber?
func test() {
    
    let queue = DispatchQueue.global(priority: .default)
    
    // 情形一：
    for _ in 0...1000 {
        queue.async {
            self.number = NSNumber(1)
        }
    }
    
    // 情形二：
    for _ in 0...1000 {
        queue.async {
            self.number = NSNumber(1.1)
        }
    }
}
最后編輯于 ：
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