内存管理面试题

autorelease 对象会在什么时候释放？

  • 使用@autoreleasepool

会在大括号结束时释放

 struct __AtAutoreleasePool {
    __AtAutoreleasePool() { // 构造函数，在创建结构体的时候调用
        atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
    }

    ~__AtAutoreleasePool() { // 析构函数，在结构体销毁的时候调用
        objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);
    }

    void * atautoreleasepoolobj;
 };

{ } 是作用域，
{ } 里会调用构造函数间接的会调objc_autoreleasePoolPush函数：
{ } 外调用 析构函数调用objc_autoreleasePoolPop函数

  • 不使用 @autoreleasepool

这个会由系统自动释放，释放时机是在当前 runloop 结束时释放，因为系统会自动为每个
runloop 执行自动释放池的 push 和 pop 操作

Runloop和Autorelease

iOS在主线程的Runloop中注册了2个Observer

  • 第1个Observer监听了kCFRunLoopEntry事件，会调用objc_autoreleasePoolPush()
  • 第2个Observer <1> 监听了kCFRunLoopBeforeWaiting事件，会调用
    objc_autoreleasePoolPop()、objc_autoreleasePoolPush()
  • <2> 监听了kCFRunLoopBeforeExit事件，会调用objc_autoreleasePoolPop()

什么对象会加入Autoreleasepool中

  • 使用alloc、new、copy、mutableCopy的方法进行初始化时，由系统管理对象，在适当的位置release。
  • 使用array会自动将返回值的对象注册到Autoreleasepool。
  • __weak修饰的对象，为了保证在引用时不被废弃，会注册到Autoreleasepool中。
  • id的指针或对象的指针，在没有显示指定时会被注册到Autoleasepool中。

谈谈你对自动释放池的理解

自动释放池是oc提供的一种自动回收的机制，具有延迟释放的特性，即当我们创建了一个对象，并把他加入到了自动释放池中时，他不会立即被释放，会等到一次runloop结束或者作用域超出{}或者超出[pool release]之后再被释放。

系统就是通过@autoreleasepool {}这种方式来为我们创建自动释放池的，
一个线程对应一个runloop，系统会为每一个runloop隐式的创建一个自动释放池，
所有的autoreleasePool构成一个栈式结构，在每个runloop结束时，
当前栈顶的autoreleasePool会被销毁，而且会对其中的每一个对象做一次release（严格来说，是你对这个对象做了几次autorelease就会做几次release，不一定是一次).

特别指出，使用容器的block版本的枚举器的时候，系统会自动添加一个autoreleasePool

[array enumerateObjectsUsingBlock:^(id obj, NSUInteger idx, BOOL *stop) {
// 这里被一个局部@autoreleasepool包围着
}];

自动释放池的原理

AutoreleasePoolPage：每一个自动释放池没有单独的结构，每一个autorealeasePool对象都是由若干个autoreleasePoolPage通过双向链表连接而成，类的定义如下

class AutoreleasePoolPage
{
    magic_t const magic;
    id *next;//指向栈顶最新被添加进来的autorelease对象的下一个位置
    pthread_t const thread;//指向当前线程
    AutoreleasePoolPage * const parent;
    AutoreleasePoolPage *child;
    uint32_t const depth;
    uint32_t
  }
  • autoreleasePool是按照线程一一对应的，
  • autoreleasePoolPage会开辟4096字节空间，除了上面的实例变量所占的空间，剩余的空间全部用来存储autorelease对象的地址
  • id *next:指向栈顶最新被添加进来的autorelease对象的下一个位置
  • 一个autoreleasePoolPage空间被占满时，会创建一个新的autoreleasePoolPage对象，后来的对象添加在在新
    autoreleasePoolPage中
  • 哨兵对象：本质是一个值为nil的对象，由被定义在* NSAutoreleasePool类中的_token指针来保存。
    hotPage:最新创建的AutoreleasePoolPage.

系统通过一个栈来管理所有的自动释放池，每当创建了一个新的自动释放池，系统就会把它压入栈顶，并且传入一个哨兵对象,将哨兵对象插入hotPage，这里分三种情况

  • 若hotPage未满，则直接插入哨兵对象，
  • 要是满了，新建一个NSAutoreleasePoolPage，并将其作为hotPage，然后将哨兵对象插入
  • 如果没有NSAutoreleasePoolPage,则新建一个NSAutoreleasePoolPage，并将其作为hotPage，插入哨兵对象，注意。这里的hotPage是没有父节点的。

每当有一个自动释放池要被释放的时候，哨兵对象就会作为参数被传入，找到该哨兵对象所在的位置后，将所有晚于哨兵对象的autorelease弹出，并对他们做一次release，然后将next指针一到合适的位置。

自动释放池的应用场景

  • 对象作为函数返回值

当一个对象要作为函数返回值的时候，因为要遵循谁申请谁释放的思想，所以应该在返回之前释放，但要是返回之前释放了，就会造成野指针错误，但是要是不释放，那么就违背了谁申请谁释放的原则，所以就可以使用autorelease延迟释放的特性，将其在返回之前做一次autorelease，加入到自动释放池中，保证可以被返回，一次runloop之>>后系统会帮我们释放他

  • 临时生成大量对象,一定要将自动释放池放在for循环里面，要释放在外面，就会因为大量对象得不到及时释放，而造成内存紧张，最后程序意外退出

介绍下内存的几大区域？

栈区(stack)

由编译器自动分配并释放，存放函数的参数值，局部变量等。栈是系统数据结构，对应线程/进程是唯一的。优点是快速高效，缺点时有限制，数据不灵活。［先进后出］

堆区(heap)

由程序员分配和释放，如果程序员不释放，程序结束时，可能会由操作系统回收 ，比如在ios 中 alloc 都是存放在堆中。

优点是灵活方便，数据适应面广泛，但是效率有一定降低。

全局区(静态区)

(static) 全局变量和静态变量的存储是放在一起的，
初始化的全局变量和静态变量存放在一块区域，
未初始化的全局变量和静态变量在相邻的另一块区域，
程序结束后有系统释放。

文字常量区

存放常量字符串，程序结束后由系统释放；

代码区

存放函数的二进制代码

请添加图片描述
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栈区 (stack [stæk]): 由编译器自动分配释放

  • 局部变量是保存在栈区的
  • 方法调用的实参也是保存在栈区的

堆区 (heap [hiːp]): 由程序员分配释放

代码段:程序结束后由系统释放

程序编译链接 后的二进制可执行代码

申请后的系统是内存如何响应的？

栈：存储每一个函数在执行的时候都会向操作系统索要资源，栈区就是函数运行时的内存，栈区中的变量由编译器负责分配和释放，内存随着函数的运行分配，随着函数的结束而释放，由系统自动完成。

注意：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。

堆：

  • 首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表。
  • 当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序。