内存管理

IOS的内存分布是有五个区:


栈区:函数,⽅法,常量,指针

堆区:通过alloc分配的对象,block copy

BSS段:未初始化的全局变量,静态变量

数据段: 初始化的全局变量,静态变量

text:程序代码,加载到内存中


我们在内存中是怎么找到这个对象的呢,由于指针是存放在栈中的,首先通过栈找到这个对象的指针,然后再去堆的内存空间中找到这个对象的值。

我们在写函数方法的时候,尽量多封装方法,嵌套函数,减少某个函数的作用域,因为函数过长会导致变量增多,不利于读取。嵌套函数,能加快读取,就是利用空间换取时间。

TaggedPointer(⼩对象-NSNumber,NSDate)

这是iOS中的一种小对象的数据类型,在查找IMP的时候,会对这种对象进行另外的处理。通过分析,TaggedPointer是可以直接存储对象的值和类型。它是通过 异或 ^ 来进行处理的,先将值^一个固定值,我们知道 a = a^b^b,将一个值异或两次相同的对象,就可以得到原来的值。就是通过这样加解码就能得到原来的值。而且通过方法objc_decodeTaggedPointer可以发现它的地址内蕴含着它的本身值和类型,通过这样的TaggedPointer类型可以大大节省内存空间,而不用通过栈找到堆的方式来得到原本对象的值。

objc_debug_taggedPointer_obfuscator 底层是通过 ^上这个值来进行加码,而在IOS12.0之前这个值是为0,在之后已经改变了,不是简单的0,而是做了加密处理,防止被hook。防止NSNUMBER里的值被简单解码就可以得到原来的数据。

在NSString中,如果赋值为汉字则会生成NSString对象,而如果是字母,就会生成NSTaggedPointerString 也是通过这种方式生成,在值中可以得到字母的ASCI编码和位数。但是这个字母的值是有位数限制的只能9为以内才会生成NSTaggedPointerString

我们来看一个问题

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, strong) dispatch_queue_t  queue;

@property (nonatomic, strong) NSString *nameStr;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {

    [super viewDidLoad];


    self.queue = dispatch_queue_create("com.cooci.cn", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    for(inti =0; i<100000; i++) {

        dispatch_async(self.queue, ^{

            self.nameStr= [NSStringstringWithFormat:@"dsg"];

        });

    }

}

- (void)touchesBegan:(NSSet *)toucheswithEvent:(UIEvent*)event{

    for(inti =0; i<100000; i++) {

        dispatch_async(self.queue, ^{

            self.nameStr= [NSStringstringWithFormat:@"dsggkdashjksda"];

        });

    }

}

如我们在viewDidLoad里面有一个异步并发函数,设置self.nameStr为一个值dsg,在触摸方法里面回调也是这个异步并发函数,值设定为dsggkdashjksda,在运行后,第一个没有问题,在点击屏幕触发后发现报出了objc_release错误。

通过打印这个self.nameStr在两个方法前后的Class 发现第一个为NSTaggedPointerString,第二个为NSString。所以这个就是奔溃的主要原因。

在Set方法中,系统会通过不断的retain和release来操作这个对象,循环十万次这样肯定会造成内存奔溃。

staticinlinevoidreallySetProperty(idself,SEL_cmd,idnewValue,ptrdiff_toffset,boolatomic,boolcopy,boolmutableCopy)

{

    if(offset ==0) {

        object_setClass(self, newValue);

        return;

    }

    idoldValue;

    id*slot = (id*) ((char*)self+ offset);

    if(copy) {

        newValue = [newValuecopyWithZone:nil];

    }elseif(mutableCopy) {

        newValue = [newValuemutableCopyWithZone:nil];

    }else{

        if(*slot == newValue)return;

        newValue =objc_retain(newValue);

    }

    if(!atomic) {

        oldValue = *slot;

        *slot = newValue;

    }else{

        spinlock_t& slotlock = PropertyLocks[slot];

        slotlock.lock();

        oldValue = *slot;

        *slot = newValue;       

        slotlock.unlock();

    }

    objc_release(oldValue);

}

这个是系统底层Set方法的实现,我们发现会有很多retain和release操作。

当追溯进去retain和release方法

__attribute__((aligned(16)))

id 

objc_retain(id obj)

{

    if(!obj)returnobj;

    if(obj->isTaggedPointer())returnobj;

    returnobj->retain();

}

__attribute__((aligned(16)))

void 

objc_release(id obj)

{

    if(!obj)return;

    if(obj->isTaggedPointer())return;

    returnobj->release();

}


就是因为是TaggedPointer类型时,系统当判断到它是NSTaggedPointerString类型的时候,就不会进行这些retain和release操作,所以不会有额外的内存消耗,只是返回它本身这个NSTaggedPointerString对象,不会消耗太多内存,它是不经过引用技术处理的,所以不会奔溃。

NONPOINTER_ISA:非指针型

NONPOINTER_ISA 是系统对isa进行优化处理后的一个isat的指针,对位域进行了优化。

isa散列表:引⽤计数表,弱引用表

散列表就是哈希表,是由数组和链表构成的。

sideTables(),哈希表,哈希表是由很多张哈希表构成的。

static StripedMap<SideTable>& SideTables() {

    return*reinterpret_cast*>(SideTableBuf);

}

而sideTable是由Spinlock_t(自旋锁),RefcountMap(引用技术表),weak_table_t(弱引用表)组成的

struct SideTable {

    spinlock_t slock;

    RefcountMap refcnts;

    weak_table_t weak_table;

    SideTable() {

        memset(&weak_table, 0, sizeof(weak_table));

    }

    ~SideTable() {

        _objc_fatal("Do not delete SideTable.");

    }

    voidlock() { slock.lock(); }

    voidunlock() { slock.unlock(); }

    voidforceReset() { slock.forceReset(); }

    // Address-ordered lock discipline for a pair of side tables.

    template<HaveOld, HaveNew>

    staticvoidlockTwo(SideTable*lock1,SideTable*lock2);

    template<HaveOld, HaveNew>

    staticvoidunlockTwo(SideTable*lock1,SideTable*lock2);

};

由于有自旋锁和引用技术的加入,所以这都是需要耗时的,所以要用多张哈希表来构成sideTables,可以更好得优化内存。

查找sideTables的过程

通过StripedMap模版获取array[indexForPointer(p)].value下标的一个值。

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