AutoreleasePool 分析

前言

AutoreleasePool自动释放池，对于自动释放对象的作用如何？
释放池中的自动释放对象什么时候会被释放？

MRC环境下

场景1

NSString *string_var_ = nil;- (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];    NSString *string = [NSString stringWithFormat:@"bluefish"];    string_var_ = string;    NSLog(@"viewDidLoad--string: %@", string);}- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {    [super viewWillAppear:animated];    NSLog(@"viewWillAppear--string: %@", string_var_);}- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {    [super viewDidAppear:animated];    NSLog(@"viewDidAppear--string: %@", string_var_);}

控制台打印：

viewDidLoad--string: bluefishviewWillAppear--string: bluefish

然后，NSLog(@"viewDidAppear--string: %@", string_var_);
野指针报错。
其中，NSString *string = [NSString stringWithFormat:@"bluefish"];是自动释放对象，引用计数为1，string对其引用，在viewDidLoad和viewWillAppear返回时，string对象还没有被release,到viewDidAppear时被release了，也就是说string对象在viewWillAppear和viewDidAppear之间被线程的自动释放池release。

那如果string是非自动释放的呢，

NSString *string = [[NSString alloc] initWithFormat:@"%@",@"bluefish"];

则三个方法都会打印，但因为string一直没有显式调用relase方法，造成string说引用的[[NSString alloc] initWithFormat:@"%@",@"bluefish"]一直没释放，不符合手动内存管理原则。

场景 2

如果显式使用autoreleasepool自动释放池，代码：

- (void)viewDidLoad {@autoreleasepool {        NSString *string = [NSString stringWithFormat:@"bluefish"];        string_var_ = string;    }NSLog(@"viewDidLoad--string: %@", string_var_);}

执行后，NSLog(@"viewDidLoad--string: %@", string_var_);野指针报错。
说明，autorelease创建时（引用计数为1），会自动加入到autoreleasepool{}自动释放池里，结束时，会把里面的自动释放对象作一次release（引用计数-1），所以string_var_成了野指针，而局部变量string作用域结束被销毁（出栈），因此log打印时，string_var_野指针报错。

那autoreleasepool里的非autorelease对象会不会被释放呢，我们试试：

@autoreleasepool {        NSString *string = [[NSString alloc] initWithFormat:@"%@",@"bluefish"];        string_var_ = string;    }

结果是三个方法都打印出来了，说明，非autorelease对象不会被加入autoreleasepool。其情况就跟 “场景1” 一样，string一直得不到释放。

场景3

如果显式使用autoreleasepool自动释放池，而且将string定义在autoreleasepool{}外会怎么样，如下

- (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];     NSString *string = nil;    @autoreleasepool {        string = [NSString stringWithFormat:@"bluefish"];        string_var_ = string;    }    NSLog(@"viewDidLoad--string: %@", string_var_);}

运行后，情况跟“场景2”一样，无法成功打印，野指针报错，因为[NSString stringWithFormat:@"bluefish"]为自动释放对象，string对其做引用，一旦出了autoreleasepool{}，string所指向的[NSString stringWithFormat:@"bluefish"]便会被释放掉，string和string_var_都成了野指针。
那如果换成[[NSString alloc] initWithFormat:@"%@",@"bluefish"]会怎么，答案是跟“场景2”一样，对象引用一直有效，因为一直没有release。

小结：在一般情况下，创建的autorelease对象会被加入到离自己最近的释放池，如果没显式使用autoreleasepool{}，则加入到当前线程的释放池中。一旦释放池结束，里面的对象都会做一次release。
注意即使显式地使用autoreleasepool{}，里面的非自动释放对象也要手动release，否则对象一直不会释放。

以上是MRC（手动内存管理）下，自动释放池autoreleasepool对对象的处理差异。但在ARC下会如何呢。

ARC环境下

场景1

这里我们使用_weak修饰外包变量string_weak，根据arc的规则，string_weak_不对他引用的对象做持有，不会影响引用的对象的释放，当所应用对象被释放时，string_weak_会自动被设为nil，所以这里用弱引用变量string_weak_来观察对象的释放，下面看代码：

__weak NSString *string_weak_ = nil;- (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];    // 场景 1    NSString *string = [NSString stringWithFormat:@"bluefish"];    string_weak_ = string;    NSLog(@"viewDidLoad--string: %@", string_weak_);}- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {    [super viewWillAppear:animated];    NSLog(@"viewWillAppear--string: %@", string_weak_);}- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {    [super viewDidAppear:animated];    NSLog(@"viewDidAppear--string: %@", string_weak_);}

执行后控制台输入：

viewDidLoad--string: bluefishviewWillAppear--string: bluefishviewDidAppear--string: (null)

从打印接口可看string对象在viewWillAppear和viewDidAppear之间被释放。这个释放时机与MRC下是一样的，只不过MRC下变成野指针报错而已。但理解方式就不一样了。
[NSString stringWithFormat:@"bluefish"]创建时，被自动加入所在线程的自动释放池中，这样，它的释放就交给了释放池去管理了。然后，string对其做引用，因为arc下，默认是_strong，所以string对其做了一次强引用。而当string出了viewDidLoad方法，局部变量string就会被销毁，这时，string对[NSString stringWithFormat:@"bluefish"]的强引用就消失了，但是因为[NSString stringWithFormat:@"bluefish"]还在自动释放池中未被释放，所以string_weak还可以引用到它，直到当前线程自动释放池释放[NSString stringWithFormat:@"bluefish"]。

那么如果是非自动释放对象呢：

NSString *string = [[NSString alloc] initWithFormat:@"%@",@"bluefish"];

执行打印结果：

 viewDidLoad--string: bluefish viewWillAppear--string: (null) viewDidAppear--string: (null)

结果显示[[NSString alloc] initWithFormat:@"%@",@"bluefish"]一离开viewDidLoad方法，就被释放了。因为，[[NSString alloc] initWithFormat:@"%@",@"bluefish"]为非自动释放对象，创建时，不会被加入自动释放池中，所以它的释放是在arc机制下的，当强引用对象string离开作用域时，被销毁，[[NSString alloc] initWithFormat:@"%@",@"bluefish"]失去所有的强引用，没有任何一个强引用对象指向它，因此arc对其进行了release。

场景2

显式使用autoreleasepool自动释放池，代码：

- (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];    @autoreleasepool {        NSString *string = [NSString  stringWithFormat:@"bluefish"];        string_weak_ = string;    }    NSLog(@"viewDidLoad--string: %@", string_weak_);}

执行打印结果：

 viewDidLoad--string: (null) viewWillAppear--string: (null) viewDidAppear--string: (null)

从结果看，[NSString stringWithFormat:@"bluefish"]一出autoreleasepool{}就被释放了。分析一下，
跟“场景1”一样，[NSString stringWithFormat:@"bluefish"]创建时，被自动加入autoreleasepool{}自动释放池中，这样，它的释放就交给了释放池去管理了。然后，string对其做强引用，而且string是在autoreleasepool{}中定义的，当autoreleasepool{}结束时，string被销毁，强引用消失，而这时，autoreleasepool{}自动释放池也结束了，因此[NSString stringWithFormat:@"bluefish"]也被释放掉。

那如果换成非自动释放对象呢，

 @autoreleasepool {        NSString *string = [[NSString alloc] initWithFormat:@"%@",@"bluefish"];        string_weak_ = string;    }

打印结果还是一样，why？下面分析，
因为[[NSString alloc] initWithFormat:@"%@",@"bluefish"]非自动释放，所以他不会加入到autoreleasepool，而是靠arc来管理内存，string对其作强引用。但autoreleasepool{}结束时，局部变量string销毁，而arc下，[[NSString alloc] initWithFormat:@"%@",@"bluefish"]一旦失去了任何强引用，也会被释放。所以，最后一出autoreleasepool{}就都被释放了。

PS：可以使用lldb指令 watchpoint set v string_weak_ 设置观察点，观察 string_weak_ 变量的值的变化。先设置一个断点，然后设置watchpoint set v string_weak_ ，继续执行程序，如果string_weak_改变（变为nil），就会被检测到。

watchpoint set v string_weak_Watchpoint created: Watchpoint 1: addr = 0x000978e0 size = 4 state = enabled type = w    declare @ '/Users/Bluefish/Documents/textPro/AutoreleasePoolTest/AutoreleasePoolTest/ViewController.m:15'    watchpoint spec = 'string_weak_'    new value: 0x7a160340Watchpoint 1 hit:old value: 0x7a160340new value: 0x00000000

场景3

显式使用autoreleasepool自动释放池，而且将string定义在autoreleasepool{}外，如下

- (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];    NSString *string = nil;    @autoreleasepool {        string = [NSString stringWithFormat:@"bluefish"];        string_weak_ = string;    }    NSLog(@"viewDidLoad--string: %@", string_weak_);}

执行结果：

viewDidLoad--string: bluefishviewWillAppear--string: (null)viewDidAppear--string: (null)

你可能会奇怪为什么出了autoreleasepool{}后，还是可以打印出来，[NSString stringWithFormat:@"bluefish"]没被释放掉。
下面分析，
[NSString stringWithFormat:@"bluefish"]创建时，被加入autoreleasepool释放池，string对其强引用，当autoreleasepool{}结束时，[NSString stringWithFormat:@"bluefish"]被释放，但是，string还在其作用域内，因此还继续对[NSString stringWithFormat:@"bluefish"]做强引用，所以不会被释放，而直到viewDidLoad{}结束，string被销毁，强引用消失，在arc下，失去了任何强引用的[NSString stringWithFormat:@"bluefish"]最终被释放掉。

那如果是非自动释放对象呢，如下：

NSString *string = nil;    @autoreleasepool {        string = [[NSString alloc] initWithFormat:@"%@",@"bluefish"];        string_weak_ = string;    }

执行打印结果也是一样。在这里autoreleasepool{}自动释放池其实起不到什么实际作用。下面分析，
当[[NSString alloc] initWithFormat:@"%@",@"bluefish"]创建时，因为其不是自动释放对象，所以并不会加入到autoreleasepool的自动释放池中，也就是他的内存管理还是由arc来处理，string对其强引用，当autoreleasepool{}结束时，释放池中没有可释放的对象，而string也还在其作用域内，所以，autoreleasepool{}什么也没做，到viewDidLoad{}结束时，string销毁，[[NSString alloc] initWithFormat:@"%@",@"bluefish"]失去任何强引用，最终都被释放。

小结：在arc环境下，autoreleasepool{}同样也只对自动释放对象做管理，当autoreleasepool{}结束时，自动释放池中的对象。但因为arc机制的存在，autoreleasepool{}的功能其实可以当成是被弱化的，它的作用更多的是用于在arc环境下，控制自动对象的释放时机，如“场景2”。

总结

只有自动释放对象会被加入离它最近的自动释放池中，自动释放池结束时，池中的对象都会被释放一次。
局部变量，在其作用域结束后，就会被销毁（出栈）。

一般情况下，在程序中的自动释放对象（非显式使用alloc new copy或者MRC下使用autorelease）会被加入到当前线程的自动释放池中（每个线程都会有一个默认的自动释放池），当这线程结束时，其自动释放池中的对象被销毁，参考“场景1”。所以，当你没显式使用autoreleasepool{}的时候，程序中的自动释放对象依然是在一个隐式的自动释放池中（你的程序都是运行中各个线程中的，包括主线程）。

在MRC下，是通过引用计数的概念来管理内存。一个对象一旦被创建其引用计数即为1，创建后你可以使用其他普通的对象指针变量来指向它，跟arc不同是指向它不会改变这个对象的引用计数，除非向对象发送retain或者copy（浅拷贝）计数+1，创建出来的对象，如果是通过alloc new copy创建出来的，除了自动释放对象最后都要向对象发送release方法。
所以，最后，只要记得一条准则，在MRC下，在autoreleasepool{}中创建的非自动释放对象都要调用release方法。而autoreleasepool{}创建的自动释放对象，一旦autoreleasepool结束就会被release一次，不管其之前被哪个对象引用过。

在ARC下，内存管理以对象强弱引用来处理，一个对象一旦失去所有强引用，就会被销毁，其弱引用会被自动设为nil。
在ARC下，创建出来的对象可以视为两种不同的内存处理模式。一种是非自动释放对象，其内存管理由arc来处理。一种是自动释放对象，其内存管理由自动释放池来出来。
同理，在autoreleasepool{}中创建的非自动对象由arc来处理，自动释放对象由当前autoreleasepool来管理，但由于arc的环境下，不管在autoreleasepool{}中创建的非自动释放对象还是自动释放对象，最后都会被释放一次（因为autoreleasepool{}中的非自动释放对象会在该作用域范围结束时被arc释放一次）。
而如果在autoreleasepool{}结束时，有作用域在该autoreleasepool{}外的变量对里面创建的对象做强引用时，该对象继续保留。