为什么 ARC 仍然需要 @autoreleasepool？

Question

在大多数情况下，对于 ARC（自动引用计数），我们根本不需要考虑 Objective-C 对象的内存管理。不再允许创建 NSAutoreleasePool ，但是有一种新语法：

@autoreleasepool {
    …
}

我的问题是，当我不应该手动释放/自动释放时，为什么我需要它？

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编辑：简洁地总结我从所有答案和评论中得到的内容：

新语法：

@autoreleasepool { … } 是新语法

NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
…
[pool drain];

更重要的是：

• ARC使用autorelease以及release。
• 为此，它需要一个自动释放池。
• ARC 不会为您创建自动释放池。 但是：
  • 每个 Cocoa 应用程序的主线程中都已经有一个自动释放池。
• 有两种情况您可能需要使用@autoreleasepool：
  1. 当你处于辅助线程并且没有自动释放池时，你必须自己创建一个以防止泄漏，例如 myRunLoop(...) { @autoreleasepool { ... } return success; }。
  2. 当您希望创建一个更本地化的池时，正如 @mattjgalloway 在他的回答中所示。

Answer 1

ARC 并没有去掉保留、发布和自动发布，它只是为您添加了所需的内容。因此仍然存在对保留的调用，仍然存在对释放的调用，仍然存在对自动释放的调用，并且仍然存在自动释放池。

他们对新的 Clang 3.0 编译器和 ARC 所做的其他更改之一是用 @autoreleasepool 编译器指令替换了 NSAutoReleasePool。 NSAutoReleasePool 无论如何总是有点特殊的“对象”，他们这样做是为了使使用它的语法不会与对象混淆，因此它通常更简单一些。

所以基本上，您需要 @autoreleasepool 因为仍然需要担心自动释放池。您无需担心添加 autorelease 调用。

使用自动释放池的示例：

- (void)useALoadOfNumbers {
    for (int j = 0; j < 10000; ++j) {
        @autoreleasepool {
            for (int i = 0; i < 10000; ++i) {
                NSNumber *number = [NSNumber numberWithInt:(i+j)];
                NSLog(@"number = %p", number);
            }
        }
    }
}

当然，这是一个精心设计的示例，但是如果您在外部 for 循环内没有 @autoreleasepool 那么您就会稍后将释放 100000000 个对象，而不是每次外层 for 循环释放 10000 个对象。

更新：
另请参阅此答案 - https://stackoverflow.com/a/7950636/1068248 - 了解原因 @autoreleasepool 与 ARC 无关。

更新：
我研究了这里发生的事情的内部情况和 把它写在我的博客上。如果您看一下那里，您将确切地看到 ARC 正在做什么，以及新样式 @autoreleasepool 以及它如何引入编译器如何使用范围来推断有关保留、释放和释放内容的信息。需要自动释放。

Answer 2

@autoreleasepool 不会自动释放任何内容。它创建一个自动释放池，以便当到达块末尾时，在该块处于活动状态时由 ARC 自动释放的任何对象都将收到释放消息。 Apple 的高级内存管理编程指南如此解释：

在自动释放池块的末尾，块内收到自动释放消息的对象将被发送一条释放消息 - 每次在块内发送自动释放消息时，对象都会收到一条释放消息。

Answer 3

人们经常将 ARC 误解为某种垃圾收集等。事实是，一段时间后，Apple 的人们（感谢 llvm 和 clang 项目）意识到 Objective-C 的内存管理（所有保留和释放等）可以在编译时完全自动化。这就是，只需阅读代码，甚至在运行之前！ :)

为此，只有一个条件：我们必须遵循 规则，否则编译器将无法在编译时自动执行该过程。因此，为了确保我们永远不违反规则，我们不允许显式编写release、retain等。这些调用会自动注入由编译器写入我们的代码。因此，我们内部仍然有 autorelease、retain、release 等，只是我们不再需要编写它们了。

ARC的A在编译时是自动的，这比像垃圾回收这样在运行时要好得多。

我们仍然有 @autoreleasepool{...} 因为拥有它不会违反任何规则，我们可以在需要时随时创建/耗尽我们的池:)。

Answer 4

从方法返回新创建的对象需要自动释放池。例如，考虑这段代码：

- (NSString *)messageOfTheDay {
    return [[NSString alloc] initWithFormat:@"Hello %@!", self.username];
}

在方法中创建的字符串的保留计数将为 1。现在谁来平衡保留计数和释放计数？

方法本身？不可能，它必须返回创建的对象，因此在返回之前不能释放它。

该方法的调用者？调用者并不期望检索一个需要释放的对象，方法名称并不暗示创建一个新对象，它只是表示返回一个对象，并且这个返回的对象可能是一个需要释放的新对象，但也可能是我们可能是现有的一个，但没有。该方法返回的内容甚至可能取决于某些内部状态，因此调用者无法知道是否必须释放该对象，并且不必关心。

如果调用者必须始终按照约定释放所有返回的对象，则每个不是新创建的对象在从方法返回之前都必须保留，并且一旦超出范围，调用者就必须将其释放，除非它再次返回。在许多情况下，这将是非常低效的，因为如果调用者并不总是释放返回的对象，则在许多情况下可以完全避免更改保留计数。

这就是为什么有自动释放池，所以第一个方法实际上会变成

- (NSString *)messageOfTheDay {
    NSString * res = [[NSString alloc] initWithFormat:@"Hello %@!", self.username];
    return [res autorelease];
}

在一个对象上调用 autorelease 将其添加到自动释放池中，但这到底是什么意思，将对象添加到自动释放池中？好吧，这意味着告诉你的系统“我希望你为我释放该对象，但在以后的某个时间，而不是现在；它有一个保留计数，需要通过释放来平衡，否则内存会泄漏，但我不能现在我自己做这件事，因为我需要该对象在我当前的范围之外保持活动状态，而我的调用者也不会为我做这件事，它不知道需要这样做，所以将其添加到您的池中，一旦您完成。清理那个池，也清理我的对象me."

使用 ARC，编译器会为您决定何时保留对象、何时释放对象以及何时将其添加到自动释放池，但它仍然需要存在自动释放池才能返回新创建的对象从方法中获取对象而不泄漏内存。苹果刚刚对生成的代码做了一些巧妙的优化，有时会在运行时消除自动释放池。这些优化要求调用者和被调用者都使用 ARC（请记住，混合 ARC 和非 ARC 是合法的，并且也是官方支持的），并且是否确实如此只能在运行时知道。

考虑这个 ARC 代码：

// Callee
- (SomeObject *)getSomeObject {
    return [[SomeObject alloc] init];
}

// Caller
SomeObject * obj = [self getSomeObject];
[obj doStuff];

系统生成的代码可以像下面的代码一样运行（这是允许您自由混合 ARC 和非 ARC 代码的安全版本）：（

// Callee
- (SomeObject *)getSomeObject {
    return [[[SomeObject alloc] init] autorelease];
}

// Caller
SomeObject * obj = [[self getSomeObject] retain];
[obj doStuff];
[obj release];

注意调用者中的保留/释放只是防御性安全保留，这不是严格要求的，没有它，代码将完全正确）

或者它可以像下面的代码一样运行，以防两者都在运行时检测到使用 ARC：

// Callee
- (SomeObject *)getSomeObject {
    return [[SomeObject alloc] init];
}

// Caller
SomeObject * obj = [self getSomeObject];
[obj doStuff];
[obj release];

如您所见，Apple 消除了 atuorelease，因此还有池中的延迟对象释放被破坏，以及安全保留。要了解更多关于这是如何实现的以及幕后到底发生了什么，查看这篇博文。

现在讨论实际问题：为什么要使用 @autoreleasepool？

对于大多数开发人员来说，现在在代码中使用此构造的原因只有一个，那就是在适用的情况下保持较小的内存占用。例如，考虑这个循环：

for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
    // ... code ...
    TempObject * to = [TempObject tempObjectForData:...];
    // ... do something with to ...
}

假设每次调用 tempObjectForData 都可能创建一个新的 TempObject 并返回 autorelease。 for 循环将创建一百万个临时对象，这些对象全部收集在当前的自动释放池中，并且只有在该池被销毁后，所有临时对象也会被销毁。在此之前，内存中将有一百万个临时对象。

如果您编写这样的代码：

for (int i = 0; i < 1000000; i++) @autoreleasepool {
    // ... code ...
    TempObject * to = [TempObject tempObjectForData:...];
    // ... do something with to ...
}

则每次 for 循环运行时都会创建一个新池，并在每次循环迭代结束时销毁。这样，尽管循环运行了一百万次，但任何时候最多有一个临时对象挂在内存中。

过去，在管理线程时（例如使用 NSThread），您通常还必须自己管理自动释放池，因为只有主线程会自动拥有 Cocoa/UIKit 应用程序的自动释放池。然而，这在今天几乎是遗留下来的，因为今天您可能不会一开始就使用线程。您可以使用 GCD DispatchQueue 或 NSOperationQueue ，这两个都可以为您管理顶级自动释放池，在运行块/任务之前创建并销毁一次完成了。

Answer 5

这是因为您仍然需要向编译器提供有关自动释放对象何时超出范围是安全的提示。

Answer 6

引用自 https://developer.apple.com /library/mac/documentation/Cocoa/Conceptual/MemoryMgmt/Articles/mmAutoreleasePools.html：

自动释放池块和线程

Cocoa 应用程序中的每个线程都维护自己的堆栈
自动释放池块。如果您正在编写仅限基础的程序
或者如果你分离一个线程，你需要创建你自己的自动释放
池块。

如果您的应用程序或线程寿命较长并且可能会生成
很多自动释放的对象，你应该使用自动释放池块
（就像 AppKit 和 UIKit 在主线程上所做的那样）；否则，自动释放
对象不断累积，内存占用也会增加。如果你的独立
线程不进行 Cocoa 调用，您不需要使用
自动释放池块。

注意：如果您使用 POSIX 线程 API 创建辅助线程
除了 NSThread，你不能使用 Cocoa，除非 Cocoa 位于
多线程模式。 Cocoa只有在之后才进入多线程模式
分离它的第一个 NSThread 对象。在辅助 POSIX 上使用 Cocoa
线程，您的应用程序必须首先分离至少一个 NSThread
对象，可以立即退出。你可以测试一下Cocoa是否在
多线程模式使用 NSThread 类方法 isMultiThreaded。

...

在自动引用计数（ARC）中，系统使用相同的
引用计数系统与 MRR 一样，但它插入了适当的内存
管理方法在编译时需要您。你很坚强
鼓励在新项目中使用 ARC。如果你使用ARC，有
通常不需要了解底层实现
本文档中进行了描述，尽管在某些情况下可能会
有帮助。有关 ARC 的更多信息，请参阅过渡到 ARC 发行说明。

Answer 7

TL;DR

为什么 ARC 仍然需要@autoreleasepool？

Objective-C 使用 @autoreleasepool ，Swift 使用 autoreleasepool 来释放放入自动释放池的对象（通过使用 autorelease 内）手动（不是在 RunLoop 迭代周期结束时）

当您使用纯 Swift（没有 Objective-C 对象）并分配 Swift 对象时 - ARC 会自动处理它

但是如果您决定调用/使用 Foundation /旧版 Objective-C code(NSData, Data...) 在内部使用 autorelese，然后在 @autoreleasepool 中使用救援

//Swift
//Data.init() uses Objective-C code with [NSData dataWithContentsOfURL] which uses `autorelese` inside
let imageData = try! Data(contentsOf: url)

[MRC、ARC、GC]

Answer 8

这个主题似乎有很多困惑（至少有 80 个人现在可能对此感到困惑，并认为他们需要在代码中添加 @autoreleasepool）。

如果一个项目（包括其依赖项）专门使用 ARC，那么 @autoreleasepool 永远不需要使用，也不会做任何有用的事情。 ARC将在正确的时间处理释放对象。例如：

@interface Testing: NSObject
+ (void) test;
@end

@implementation Testing
- (void) dealloc { NSLog(@"dealloc"); }

+ (void) test
{
    while(true) NSLog(@"p = %p", [Testing new]);
}
@end

显示：

p = 0x17696f80
dealloc
p = 0x17570a90
dealloc

一旦值超出范围，每个测试对象就会被释放，而无需等待自动释放池退出。 （同样的情况也发生在 NSNumber 示例中；这只是让我们观察 dealloc。）ARC 不使用 autorelease。

仍然允许使用 @autoreleasepool 的原因是对于混合 ARC 和非 ARC 项目，这尚未完全过渡到 ARC。

如果调用非 ARC 代码，它可能会返回一个自动释放的对象。在这种情况下，上面的循环将会泄漏，因为当前的自动释放池永远不会退出。这就是您想要在代码块周围放置 @autoreleasepool 的地方。

但如果你已经完全完成了 ARC 过渡，那么就忘掉 autoreleasepool 吧。