全面深入理解NSAutoreleasePool

最新推荐文章于 2025-11-20 10:38:08 发布

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#iOS #auto #release #pool

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本文详细解释了NSAutoreleasePool的工作原理及其在Objective-C内存管理中的角色。包括自动释放池的创建与销毁时机、对象自动释放的过程以及如何合理使用自动释放池避免内存问题。

先要弄清楚的疑问

既然设置了ARC，为什么还要使用@autoreleasepool？

ARC 并不是舍弃了 @autoreleasepool，而是在编译阶段帮你插入必要的 retain/release/autorelease 的代码调用。

所以，跟你想象的不一样，ARC 之下的autorelease，依然是依赖于 NSAutoreleasePool，跟非 ARC 模式下手动调用那些函数本质上毫无差别，只是编译器来做会保证引用计数的正确性。

下面步入正文。

NSAutoReleasePool原理

Cocoa的内存管理主要依赖于Reference Counting, 而NSAutoReleasePool就是用来支持它的。

众所周知，对一个object发送release消息并使其retain count减到0时，对象马上就被销毁了。但有时我们希望对象不被手动释放，而希望它在某个合适的时候被释放，比如我们想在某个方法返回之后再销毁其内部的某个object，那我们需要通过autorelease方法来销毁它。

这个autorelease的机制，在OC中就是用NSAutoreleasePool类来实现的。通过这个pool，声明为autorelease的对象生命就被延长了(当pool被销毁时才对象真正被销毁)。

在每个线程中都会维持一个stack，NSAutoreleasePool 实例是保存在每个线程的stack中。当一个新pool创建，它就会进栈。当一个pool被销毁的时候，它就出栈。被标记为autorelease的对象会跟最近的pool匹配，即栈顶的pool。

NSAutoreleasePool中包含了一个可变数组，用来存储将要被autorelease的对象。当对象被添加到pool中，其实他是添加到pool中的一个可变数组中去。当pool被销毁的时候，它会遍历这个数组，对数组中的每一个成员发送release消息。

注意：

这里只是release，并没有直接销毁对象。若成员的retain count 大于1，那么对象没有被销毁，造成内存泄露。
如果一个pool被销毁，并且这个pool不是在栈顶，这个pool还会销毁该pool之上的所有pool。

要实现对象的autorelease，需要将对象添加到一个autorelease pool中。具体有三种方法：

1.
[NSAutoreleasePool addObject:autoReleasedObj]; 

2.
@autoreleasepool {
        //your code here will be autoreleased
}

3.
NSAutoreleasePool *pool=[[NSAutoreleasePool alloc] init];

ClassA *a=[[[ClassA alloc] init] autorelease];
ClassB *b=[[[ClassB alloc] init] autorelease];
...
[pool release];

NSAutoreleasePool需要在什么时候创建？

自动创建的情况：

iOS application主线程的autorelease pool。就是在新建一个iOS项目的时候，xcode会在main函数里面自动地为你创建一个autorelease pool。
使用NSThread的detachNewThreadSelector:toTarget:withObject:方法创建新线程时，新线程自动带有autoreleasepool。

以下情况需要开发者创建：

当你在主线程外开启其它不自动带有autorelease pool的线程时：系统只会在主线程中自动生成并销毁autorelease pool，其他一些线程的autorelease pool需要手动创建。可以嵌套使用NSAutoreleasePool。
当你在短时间内制造了大量autorelease的对象时：及时地销毁有助于节约iOS设备有限的内存资源。
创建新的thread, 并在其中访问了Cocoa, 需要在访问之前创建autorelease pool, 访问结束后drain。

NSAutoreleasePool何时被销毁？

答曰：是当一个runloop结束的时候，而不是对象作用域结束的时候！

对于每一个runloop( 一个UI事件，Timer call， delegate call，都会是一个新的runloop，详见下一篇文章)，系统会隐式创建一个autorelease pool，这样所有的pool会构成一个栈式结构，在每一个runloop结束时，当前栈顶的autorelease pool会被销毁。

对于iOS事件（触控事件、传感器事件、远程控制事件），在每一个事件周期（event cycle）的开始，系统会自动创建一个自动释放池；在每一个事件周期的结尾，系统会自动销毁这个自动释放池。一般情况下，你可以理解为：当你的代码在持续运行时，自动释放池是不会被销毁的，这段时间内你也可以安全地使用自动释放的对象；当你的代码运行告一段落，开始等待用户输入（或者其它事件）时，自动释放池就会被释放。

扩展：如果你极具好奇心，把main函数中的NSAutoreleasePool代码删除掉，然后在自己的代码中把对象声明为autorelease，你会发现系统并不会给你发出错误信息或者警告。用内存检测工具去检测内存的话，你可能会惊奇的发现你的对象仍然被销毁了。这就是因为，在新生成一个runloop的时候，系统会自动的创建一个NSAutoreleasePool，该NSAutoreleasePool无法被删除。

缺点

任何事物都有两面性。即使NSAutoreleasePool看起来没有手动release那么繁琐，但是使用NSAutoreleasePool来管理内存的方法还是不推荐的。因为在一个NSAutoreleasePool里面，如果有大量对象被标记为autorelease，在程序运行的时候，内存会剧增，直到NSAutoreleasePool被销毁的时候才会释放。如果其中的对象足够的多，在运行过程中你可能会收到系统的低内存警告，或者直接crash。

eg：

@autoreleasepool{
    for(int i = 0; i < 1000; i++)
    {
        //创建大量对象        
    }
}

应改为:

for (int i = 0; i <= 1000; i++) {
    NSAutoreleasePool *pool = [NSAutoreleasePool new];//也可以使用@autoreleasePool{}的方式
    //do something
    [pool drain];
}

NSAutoReleasePool深层剖析

一个对象被标记为autorelease后经历了怎么样的过程？

当我们使用@autoreleasepool{}时，编译器实际上将其转化为以下代码：

void *context = objc_autoreleasePoolPush();
// {}中的代码
objc_autoreleasePoolPop(context);//当前runloop迭代结束时进行pop操作

而objc_autoreleasePoolPush与objc_autoreleasePoolPop又是什么呢？他们只是对autoreleasePoolPage的一层简单封装，autoreleasePoolPage的结构如下图，它是C++数据类型，本质是一个双向链表。next就是指向当前栈顶的下一个位置。

这里写图片描述

里面还有各种参数，不过记住这句话就行：向一个对象发送- autorelease消息，就是将这个对象加入到当前AutoreleasePoolPage的栈顶next指针指向的位置。

在文章的最后顺便提一下，在iOS中有三种常用的遍历方法：for、forin、enumerateObjectsUsingBlcok。实际使用中大家可能没有感觉到又什么区别，前面两个比较常用，最后一个是iOS特有的遍历方式，但事实上还是有区别的。block版本的遍历方式已经内嵌了@autoreleasepool{}操作，而前面两个没有，这样就意味着使用block版本的遍历方式会使app更加健壮，内存使用效率更加出色！

Tips

没有方法知道一个对象是否已经被自动释放了。
如果对象被autorelease 两次，这个对象就会被两次添加到pool中，当pool被销毁，该对象就会被release两次。
自动释放池的对象是当当前自动释放池被释放时被释放。pool是当它的代码显性的销毁它时而被销毁。
如果在一个线程上autorelease一个对象，并将它传给另一个线程，不会有特殊处理。当第一个线程池被销毁的时候，该对象也会被release，不管该对象在新线程发生了什么。如果你需要继续保留这个对象，就需要在传递之前retain这个对象。
pool不能被retain, 因为在drain的时候默认就销毁它自身了。
通常在销毁pool的时候用的不是它的release方法, 而是drain! 这是为了让程序同时兼容Reference Counting内存管理环境与Garbge Collection环境。因为在Garbage Colloection环境下，release不做任何操作，而由drain触发垃圾回收的动作。

参考：
http://eleda.iteye.com/blog/1108700
http://blog.sina.com.cn/s/blog_796ffec50100zoix.html
http://my.oschina.net/u/566401/blog/182956
http://www.cnblogs.com/whyandinside/p/3489951.html
http://blog.youkuaiyun.com/horse20000/article/details/7535675
http://segmentfault.com/q/1010000002168217
http://www.cnblogs.com/wengzilin/p/4351187.html