ios内存管理 - 技术栈

内存管理方案

nonpointer-isa

末位indexed用来表示当前指针是否是纯的isa指针还是包含一些内存管理信息

1位has_assoc用来表示是否存在关联对象

2位has_cxx_dtor当前对象是否使用到C++的一些代码

3 - 35 共33位shiftcls表示当前对象类对象的指针地址

36 - 41共6位magic

第42位weakly_referenced表示当前对象是否存在弱引用指针

第43位deallocating是否正在进行内存释放操作

第44位has_sidetable_rc表示如果当前isa指针对应引用计数超过表示范围，需要使用外挂sidetable

45-63位extra_rc用来存储引用计数

散列表方式

sideTables()作为一个哈希表，通过对象指针可以找到其对应的引用计数表

sideTable的结构包含下面三个内容：自旋锁，引用计数表，弱引用表

自旋锁

忙等的锁：获取不到会阻塞当前线程，等待锁释放的信号进行唤醒

引用计数表：Map，通过指针查找引用计数

弱引用表：哈希表，通过对象指针找到对应的结构体数组，结构体数组里面存储的每个对象实际上就是弱引用指针

引用计数管理

retain实现

release实现

retainCount实现

dealloc实现对象是否可以释放会进行判断：共五个条件

是否是非指针型的isa
是否存在弱引用指针
是否存在关联对象
是否涉及到C++相关内容
是否通过引用计数表来维护

object_dispose()实现：这里会先调用objc_destructinstance这个函数，然后再free

clearDeallocating实现

弱引用管理

弱引用初始化

当声明__weak id obj = object;时，编译器会生成以下调用链：

复制代码

objc_initWeak(&obj, object) → storeWeak<DontHaveOld, DoHaveNew>(&obj, object)

在storeWeak中会调用weak_register_no_lock这个函数来添加弱引用

弱引用添加

复制代码

id weak_register_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id, 
                         id *referrer_id, WeakRegisterDeallocatingOptions options)

查找 referent 对应的 weak_entry_t（通过weak_entry_for_referent:函数内部通过哈希算法计算对应index，从而在弱引用表中得到这个对象对应的弱引用的数组）
若找到 entry：调用append_referrer将新的弱引用指针地址添加到 entry 中
若未找到 entry：创建新的 weak_entry_t，初始化 referent 和第一个 referrer,检查 weak_table 是否需要扩容（weak_grow_maybe）,将新 entry 插入 weak_table（weak_entry_insert）
标记对象为 "被弱引用"（在 refcnts 中设置SIDE_TABLE_WEAKLY_REFERENCED位）

这里描述一下weak_entry_t的结构

复制代码

struct weak_entry_t {
    DisguisedPtr<objc_object> referent; // 被弱引用的对象（指针伪装处理）
    
    union {
        struct {
            weak_referrer_t *referrers; // 动态数组，存储弱引用指针地址
            uintptr_t        num_refs;  // 弱引用计数
            uintptr_t        mask;      // 动态数组掩码
            uintptr_t        max_hash_displacement;
        };
        struct {
            // 内联数组，当弱引用数≤4时使用，避免动态内存分配
            weak_referrer_t  inline_referrers[WEAK_INLINE_COUNT]; // WEAK_INLINE_COUNT=4
        };
    };
};

清楚weak变量，将其设置为nil

复制代码

dealloc → clearDeallocating → sidetable_clearDeallocating → weak_clear_no_lock

关键函数weak_clear_no_lock逻辑：

以对象为 key，从 weak_table 中查找对应的 weak_entry_t
遍历 entry 中的所有 referrers（弱引用指针地址）
对每个 referrer 执行*referrer = nil，将弱引用指针自动置空
将该 entry 从 weak_table 中删除，清理所有相关记录
清除对象的 "被弱引用" 标记

自动释放池

自动释放池结构

以栈为结点通过双向链表的形式组合
是与线程一一对应的

#define PAGE_SIZE 4096 // 单页总大小：4KB

struct AutoreleasePoolPage {
// 校验字段：检测内存越界、结构损坏，调试用
uint64_t magic;
// 当前 Page 所属线程（线程隔离核心）
pthread_t thread;
// 双向链表指针：前驱页、后继页
AutoreleasePoolPage *parent;
AutoreleasePoolPage *child;
// 指向 Page 中下一个空闲位置（核心指针）
id *next;
复制代码
```
 // 预留空间 + 动态存储区：存放 autorelease 的对象指针
 id objects[];

 // 哨兵对象（特殊标记，不是真实 OC 对象）
 static const uintptr_t POOL_BOUNDARY;
```
};