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iOS中 Tagged Pointer 技术
2023-07-23 13:26:38 】 浏览:280
Tags:iOS Tagged Pointer 技术

前言:

? 从64位开始,iOS引入了Tagged Pointer技术,用于优化NSNumber、NSDate、NSString等小对象的存储。

Tagged Pointer主要为了解决两个问题:

  1. 内存资源浪费,堆区需要额外的开辟空间
  2. 访问效率,每次set/get都需要访问堆区,浪费时间, 而且需要管理堆区对象的声明周期,降低效率

Tagged Pointer特点:

  1. 专门用来存储小对象,比如NSString,NSNumber,NSDate
  2. Tagged Pointer指针的值不再是堆区地址,而是包含真正的值。所以它不会在堆上再开辟空间了,也不需要管理对象的生命周期了。
  3. 内存读取提升3倍,创建比之前快100多倍,销毁速度更快

一、引入Tagged Pointer 前后对比

在这里插入图片描述

1、引入前

NSNumber等对象需要动态分配内存、维护引用计数等。 总共的空间= 指针空间 + 堆中分配的空间

2、引入后

NSNumber等对象,只需要分配一个指针即可,这个指针内部会包含这些数据内容。
总空间 = 指针空间
因为不用去用对象的方式管理引用计数,所以省却了 retainrelease操作。

二、Tagged Pointer 原理

number1只有栈上的指针内存;而maxNum不仅有指针内存,在堆中还分配了32字节的内存用于存储该变量的值。通过观察发现,对象的number1number2number3number4都存储在了对应的指针中;而maxNum不同由于数据过大,导致无法 1 个指针 8 个字节的内存根本存不下,而申请了32字节堆内存。

  1. NSString类型的Tagged Pointer指针与基本类型的指针是不一样的,末尾的数字为字符串的长度;
  2. NSString类型的Tagged Pointer指针存储char类型,返回的是ASCII码(该值为16进制的,需要进行十进制转换)

三、如何判断是否使用了 Tagged Pointer 技术

BOOL isTaggedPointer(id pointer) {
    return (long)(__bridge void *)pointer & 1;
}

该函数就是调用了isTaggedPointer

四、使用 Tagged Pointer 注意点

? 我们知道,所有OC对象都有isa指针,而Tagged Pointer并不是真正的对象,它没有isa指针,所以如果你直接访问Tagged Pointerisa成员的话,在编译时将会有警告。

五、面试题

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    for (int i = 0; i<1000; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];
        });
    }
    
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    for (int i = 0; i<1000; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            self.name = [NSString stringWithFormat:@"abc"];
        });
    }

两者运行结果有何不同?

首先看self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];

在这里插入图片描述

崩溃,并且崩溃在objc_release的地方。

是什么原因导致崩溃的呢?

我们知道,
self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];
其实是调用了
[self setName:[NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"]];

而setName:的实现是:

- (void)setName:(NSString *)name
{
    if (_name != name) {
        [_name release];//老的释放掉
        _name = [name copy];//传入的值copy后赋值给_name
    }
}

由于是async异步操作,self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];即[_name release];有可能会被多条线程同时操作。导致,线程n把_name释放掉,线程n+1又要执行_name的释放,从而造成_name已经被释放两次,第二次访问的时候,_name已经释放过,造成坏内存访问。

解决方法一:atomic

@property (copy, atomic) NSString *name;
从而:

- (void)setName:(NSString *)name
{
    //加锁操作
    if (_name != name) {
        [_name release];
        _name = [name copy];
    }
    //解锁操作
}

解决方法二:

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    for (int i = 0; i<1000; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
        //加锁
            self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];
        });
        //解锁
    }

self.name = [NSString stringWithFormat:@"abc"];
为何没有崩溃呢?

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

从类型可以看出来,
内容多的name类型是__NSCFString
内容少的name类型是NSTaggedPointerString

在这里插入图片描述

这就是原因所在。

内容少的name,由于类型是NSTaggedPointerString,在赋值的时候
是直接在指针里面取值,而不需要release操作,因此,不会崩溃

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