文章目录
  1. 1. 讨论一:autorelase对象
  2. 2. 讨论二:关于NSNumber对象的缓存
  3. 3. 讨论三:64位系统与Tagged Pointer对象

这是一次和 @onevcat 的技术讨论总结。技术点比较散,但是还都比较有意思。涉及的技术细节包括:

  1. 系统对象的缓存
  2. Tagged Pointer对象

讨论一:autorelase对象

按照苹果的编程约定,由非alloc,copy返回的对象都是autorelease的,所以对于以下代码,虽然变量number__weak的,但是由于[NSNumber numberWithInt:100]返回的对象是autorelase的,所以仍然能通过NSLog打印出来。

__weak NSNumber *number = [NSNumber numberWithInt:100];
NSLog(@"number = %@", number);

从汇编代码中看,以上代码在创建number变量时,是通过objc_loadWeak方法进行的。而根据 Clang的官方文档objc_loadWeak方法会retainautorelease这个对象。所以给一个weak对象赋值,它并不会马上释放,而是会放到autorelease pool中,与autorelease pool一起释放。

如下是objc_loadWeak的代码示例:

id objc_loadWeak(id *object) {
return objc_autorelease(objc_loadWeakRetained(object));
}

为了验证这个回答,我们又做了一个有趣的例子来验证,如下所示:

__weak NSNumber *number;
@autoreleasepool {
number = [NSNumber numberWithInt:100];
}
NSLog(@"number = %@", number);

在上面这个例子中,果然如我们所料,number在通过NSLog查看值时,变成了nil。

讨论二:关于NSNumber对象的缓存

我们在做以上实验时,发现一个有趣的现象,如果你把100变成了10,则number变成在NSLog时,就能够输出值来,不再是nil了。如下是测试代码:

__weak NSNumber *number;
@autoreleasepool {
number = [NSNumber numberWithInt:10];
}
NSLog(@"number = %@", number);

经过 onevcat 的实验,从-1 ~ 12都是可以输出的,而其它值却会变成nil。于是我们猜测是系统对这些常见值的对象做了缓存,于是我们写了如下代码来验证。

结果果然是这样,多次创建值为10的NSNumber对象,其地址都是一样的。而多次创建值为100的NSNumber对象,每次创建获得的对象地址都是不一样的

NSNumber *number = [NSNumber numberWithInt:10];
NSNumber *another = [NSNumber numberWithInt:10];
NSLog(@"%p %p", number, another);
number = [NSNumber numberWithInt:100];
another = [NSNumber numberWithInt:100];
NSLog(@"%p %p", number, another);

讨论三:64位系统与Tagged Pointer对象

讨论本来已经结束了,结果我在写这篇博客的时候,手贱又测试了一下,发现在64位的模拟器下,无论创建多少次,也无论int的值是多少,所有相同int值的NSNumber对象地址都是一样的!

疑惑了几分钟,我突然想起WWDC中介绍的64位系统引放的Tagged Pointer,恍然大悟。

在WWDC2013的《Session 404 Advanced in Objective-C》视频中,苹果介绍了Tagged PointerTagged Pointer的存在主要是为了节省内存。我们知道,对象的指针大小一般是与机器字长有关,在32位系统中,一个指针的大小是32位(4字节),而在64位系统中,一个指针的大小将是64位(8字节)。

在64位系统中,如果我们真正使用一个指针来存储NSNumber实例,那么我们首先需要一个8字节的指针,另外需要一块内存存储NSNumber实例,这通常又是8字节。这样的内存开销是比较大的。苹果对于NSNumberNSDate对象,改成了用Tagged Pointer来存储,简单来说,Tagged Pointer是一个假的指针,它的值不再是另一个地址,而就是对应变量的值。

Tagged Pointer主要有以下3个特点:

  1. Tagged Pointer专门用来存储小的对象,例如NSNumberNSDate
  2. Tagged Pointer指针的值不再是地址了,而是真正的值。所以,实际上它不再是一个对象了,它只是一个披着对象皮的普通变量而已!所以,它的内存并不存储在堆中,也不需要malloc和free。
  3. 在内存读取上有着3倍的效率(以前是寻址->发消息->获取值,现在直接获取值),创建时比以前快106倍。

    相关英文文档截图如下:

Tagged Pointer的引入也带来了问题,即Tagged Pointer因为并不是真正的对象,而是一个伪对象,所以你如果完全把它当成对象来使,可能会让它露马脚。比如我在《Objective-C对象模型及应用》一文中就写道,所有对象都有 isa 指针,而Tagged Pointer其实是没有的,因为它不是真正的对象。

因为不是真正的对象,所以如果你直接访问Tagged Pointerisa成员的话,在编译时将会有如下警告:

对于上面的写法,应该换成相应的方法调用,如 isKindOfClassobject_getClass,如下图所示:

至此,所有疑问都已经解决,开心~

另外这儿有一篇介绍Tagged Pointer的文章:《64位与Tagged Pointer》,一并推荐给大家。