iOS源码(一) 引用计数相关

iOS内存管理

引用计数(Reference Count)是一个简单而有效的管理对象生命周期的方式。当我们创建一个新对象的时候,它的引用计数为 1,当有一个新的指针指向这个对象时,我们将其引用计数加 1,当某个指针不再指向这个对象是,我们将其引用计数减 1,当对象的引用计数变为 0 时,说明这个对象不再被任何指针指向了,这个时候我们就可以将对象销毁,回收内存。

结构图

33BF9731-DA8B-4377-9C07-BFB2E649D6F8.png
422CAD4D-7953-44F5-81AF-5D01810474B1.png

下面对 SideTable 里的部分内容进行介绍

SideTables

为了管理所有对象的引用计数和weak指针,苹果创建了一个全局的SideTables,虽然名字后面有个"s",但是并不代表它有很多个表,它其实是一个全局的Hash表,里面的内容装的都是SideTable结构体而已。它使用对象的内存地址当它的key。管理引用计数和weak指针就靠它了。

SideTables哈希表里面还包含一个c++的map:RefcountMap, 这个是为了解决哈希冲突。
假设现在内存中有16个对象。
0x0000、0x0001、...... 0x000e、0x000f
咱们创建一个SideTables[8]来存放这16个对象,那么查找的时候发生Hash冲突的概率就是八分之一。
假设SideTables[0x0000]和SideTables[0x0x000f]冲突,映射到相同的结果。
SideTables[0x0000] == SideTables[0x0x000f] ==> 都指向同一个SideTable

苹果把两个对象的内存管理都放到里同一个SideTable中。你在这个SideTable中需要再次调用table.refcnts.find(0x0000)或者table.refcnts.find(0x000f)来找到他们真正的引用计数器。这里是一个分流。内存中对象的数量实在是太庞大了我们通过第一个Hash表只是过滤了第一次,然后我们还需要再通过这个Map才能精确的定位到我们要找的对象的引用计数器。(不是很精确的总结就是说要进行两次map的查找)

关于引用计数的类型:size_t

size_type由string类类型和vector类类型定义的类型,用以保存任意string对象或vector对象的长度,标准库类型将size_type定义为unsigned类型。size_t在32位系统上定义为 unsigned int;在64位系统上定义为 unsigned long,也就是说 size_t 在32位系统上是32位,在64位上是64位,


435542AA-FD9A-4833-91E7-E8B8DD707DE2.png

关于spinlock_t 锁的使用

内存中对象的数量是非常非常庞大的需要非常频繁的操作 SideTables,所以不能对整个 Hash 表加锁。苹果采用了分离锁技术。 类似于java的ConcurrentHashMap的锁分离技术,concurrenthashmap是一个非常好的map实现,在高并发操作的场景下会有非常好的效率。实现的目的主要是为了避免同步操作时对整个map对象进行锁定从而提高并发访问能力。

ConcurrentHashMap将hash表分为16个桶(默认值),诸如get,put,remove等常用操作只锁当前需要用到的桶。试想,原来 只能一个线程进入,现在却能同时16个写线程进入(写线程才需要锁定,而读线程几乎不受限制,之后会提到),并发性的提升是显而易见的。

关于weak_table_t:

A53B75B3-B2CB-4075-BF5C-0901C5B5D589.png

weak

id __week obj1 = obj;

那么编译器将会进行一些操作:

id obj1;
obj1 = 0;
objc_storeWeak(&obj1, obj);
objc_storeWeak(&obj1, 0);

objc_storeWeak

函数把第二参数的赋值对象的地址作为键值,将第一参数的附有__weak修饰的变量的地址注册到weak表中。
如果第二参数为0,则把变量的地址从weak表中删除。

D6FB7487-2C32-4EC6-91C9-EED13D4F8412.png

objc_storeWeak源码解析(部分代码的作用我写了注释,可以耐心读下)

storeWeak(id *location, objc_object *newObj)
{
    assert(haveOld  ||  haveNew);
    if (!haveNew) assert(newObj == nil);

    Class previouslyInitializedClass = nil;
    id oldObj;
    SideTable *oldTable;
    SideTable *newTable;

    // 给旧值和新值加锁
    // 按顺序锁定地址来防止锁定排序问题。
    // 如果旧值在我们下面改变,请重试。
    retry:
    if (haveOld) {
        oldObj = *location;
        oldTable = &SideTables()[oldObj];
    } else {
        oldTable = nil;
    }
    if (haveNew) {
        newTable = &SideTables()[newObj];
    } else {
        newTable = nil;
    }

    SideTable::lockTwo<haveOld, haveNew>(oldTable, newTable);

    if (haveOld  &&  *location != oldObj) {
        SideTable::unlockTwo<haveOld, haveNew>(oldTable, newTable);
        goto retry;
    }

// Prevent a deadlock between the weak reference machinery
// and the +initialize machinery by ensuring that no 
// weakly-referenced object has an un-+initialized isa.
    if (haveNew  &&  newObj) {
        Class cls = newObj->getIsa();
        if (cls != previouslyInitializedClass  &&  
            !((objc_class *)cls)->isInitialized()) 
        {
            SideTable::unlockTwo<haveOld, haveNew>(oldTable, newTable);
        _class_initialize(_class_getNonMetaClass(cls, (id)newObj));

        // If this class is finished with +initialize then we're good.
        // If this class is still running +initialize on this thread 
        // (i.e. +initialize called storeWeak on an instance of itself)
        // then we may proceed but it will appear initializing and 
        // not yet initialized to the check above.
        // Instead set previouslyInitializedClass to recognize it on retry.
            previouslyInitializedClass = cls;

            goto retry;
        }
    }

// Clean up old value, if any.
    if (haveOld) {
//weak_unregister_no_lock的作用
//取消注册已注册的弱引用。当引用者的存储即将释放,但引用对象还没有死亡的时候使用。  
//*@ PARAM弱表全局弱表。
//*@ PARAM引用对象。
//*@ PARAM引用弱引用。
        weak_unregister_no_lock(&oldTable->weak_table, oldObj, location);
    }

// Assign new value, if any.
    if (haveNew) {
//weak_register_no_lock的作用
//注册一个新的键值对(object, weak pointer),如果不存在就创建新的弱引用对象
//*@ PARAM弱表全局弱表。
//*@ PARAM引用引用弱引用指向的对象。
//*@ PARAM引用弱指针地址。
        newObj = (objc_object *)
        weak_register_no_lock(&newTable->weak_table, (id)newObj, location, 
                              crashIfDeallocating);
    // weak_register_no_lock 如果返回nil证明这个weak值应该被拒绝

    // Set is-weakly-referenced bit in refcount table.
        if (newObj  &&  !newObj->isTaggedPointer()) {
            newObj->setWeaklyReferenced_nolock();
        }

    // Do not set *location anywhere else. That would introduce a race.
        *location = (id)newObj;
    }
    else {
    // No new value. The storage is not changed.
    }

    SideTable::unlockTwo<haveOld, haveNew>(oldTable, newTable);

    return (id)newObj;
}

objc_destroyWeak

破坏弱指针和它在内部弱表中引用的对象之间的关系。如果弱指针不引用任何内容,则不需要编辑弱表。
对于弱变量的并发修改,此函数不是线程安全的。

有关一些引用计数的内容就是这些,摘取了一些其他博客的内容,整理了一下,有关weak的操作还有一些,这里就不一一贴出来了。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,126评论 6 481
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,254评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,445评论 0 341
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,185评论 1 278
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,178评论 5 371
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,970评论 1 284
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,276评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,927评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,400评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,883评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,997评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,646评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,213评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,204评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,423评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,423评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,722评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容