仅通过 Objective-C 运行时函数使用 NSAutoreleasePool

Question

我正在学习如何在 Objective-C 中进行内存管理。据我所知，标记为autorelease 的对象将被添加到封闭的NSAutoreleasePool 中，并在池被释放/耗尽时被释放。

为了尝试我的新知识，我创建了一些测试；创建 100 万个对象使用 ~17mb，创建相同的对象但立即释放它们使用 ~1mb。但是，我无法让NSAutoreleasePool 工作，使用下面的代码仍然使用 ~17mb，我不明白为什么。

#include <objc/objc-runtime.h>
#include <stdio.h>

int main(void) {
    Class NSAutoreleasePool = objc_getClass("NSAutoreleasePool");
    Class Object = objc_getClass("NSObject");
    SEL new = sel_registerName("new");
    SEL drain = sel_registerName("drain");
    SEL autorelease = sel_registerName("autorelease");
    id pool = objc_msgSend(NSAutoreleasePool, new);
    for (int i = 0; i < 1e6; i++) {
        id obj = objc_msgSend(Object, new);
        objc_msgSend(obj, autorelease);
    }
    objc_msgSend(pool, drain);
    printf("OK\n");
    getchar();
    return 0;
}

Answer 1

当您在创建每个对象后立即release 时，一次只存在一个对象。因此运行时可以为每个新对象回收相同的内存。运行时只需要向操作系统请求足够的内存来保存那个对象。

当您在创建每个对象后autorelease 时，每个对象都会一直存在，直到自动释放池耗尽，因此您最终会同时存在 1,000,000 个对象。运行时必须要求操作系统提供足够的内存来保存所有对象。而且由于运行时事先不知道您打算创建多少对象，它会逐步向操作系统询问内存块。也许它要求 1 MiB，当 1 MiB 用完时，它又要求 1 MiB，依此类推。

通常，当您的程序释放一些内存（在这种情况下是因为它破坏了一个对象）时，运行时不会将该内存返回给操作系统。它保持内存可用，以便下次创建对象时可以重用它。

操作系统知道它为您的进程分配了多少内存，但它不知道该内存的哪些部分（在进程中）认为“正在使用”，哪些部分被认为“空闲”。

Activity Monitor 和top 都向操作系统询问有关您的进程的信息。所以他们只知道操作系统知道什么，也就是给你的进程分配了多少内存。他们不知道有多少内存在使用，有多少是空闲的。

如果您想更准确地了解程序中活动对象使用了多少内存，则需要使用更具侵入性的工具。 Xcode 附带的 Instruments 程序可以使用 Allocations 工具向您显示“实时分配”正在使用多少内存。

这是分配工具显示的内容，当我在它下运行您的程序大约三秒钟时：

因此，您可以看到 Allocations 工具总共检测到 1,001,983 个“瞬态”分配。瞬态分配是在 Instruments 停止记录之前分配然后释放的一块内存。

您还可以看到，分配的“持久”字节（即在 Instruments 停止记录时已分配且未释放的内存）为 506 KiB，但分配的总字节数（包括后来释放的字节）为 23.5 MiB。