Почему возврат переменных __strong и __autoreleasing приводит к разным жизненным циклам объектов только после первого раза? - PullRequest
Новая
       29

Почему возврат переменных __strong и __autoreleasing приводит к разным жизненным циклам объектов только после первого раза?

0 голосов
/ 30 мая 2018

Рассмотрим этот фрагмент кода: 

@implementation MyClass
-(void)dealloc {
    NSLog(@"MyClass dealloc: %@", self);
}
@end

@implementation AppDelegate

__weak static MyClass *weakShared = nil;

- (MyClass *)getMyClass {
    MyClass *tmpHolder = [[MyClass alloc] init]; // PREPEND "__autoreleasing"
    weakShared = tmpHolder;
    return weakShared; // ATTENTION TO THIS LINE
}
- (void)logMyClass:(NSUInteger)i {
    MyClass *mc = [self getMyClass];
    NSLog(@"(%@) this is MyClass: %@", @(i), mc);
}
- (void)applicationDidFinishLaunching:(NSNotification *)aNotification {
    @autoreleasepool {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            [self logMyClass:i];
        }
        NSLog(@"end");
    }
    NSLog(@"outside pool");
}

Обратите внимание на строку, отмеченную // ATTENTION TO THIS LINE.

Я мог бы заменить эту строку на 3 варианта:

  1. return weakShared (__weak)
  2. return tmpHolder (__strong)
  3. return tmpHolder с добавлением __autoreleasing к переменной tmpHolder, указанной выше.

Выходные данные каждого из указанных выше случаев:

1. 

(0) this is MyClass: <MyClass: 0x600000020490>
MyClass dealloc: <MyClass: 0x600000020490>
(1) this is MyClass: <MyClass: 0x600000024270>
MyClass dealloc: <MyClass: 0x600000024270>
(2) this is MyClass: <MyClass: 0x600000024270>
MyClass dealloc: <MyClass: 0x600000024270>
end
outside pool

2. 

(0) this is MyClass: <MyClass: 0x600000010570>
(1) this is MyClass: <MyClass: 0x600000010530>
MyClass dealloc: <MyClass: 0x600000010530>
(2) this is MyClass: <MyClass: 0x600000010530>
MyClass dealloc: <MyClass: 0x600000010530>
end
MyClass dealloc: <MyClass: 0x600000010570>
outside pool

3. 

(0) this is MyClass: <MyClass: 0x600000020060>
(1) this is MyClass: <MyClass: 0x600000020040>
(2) this is MyClass: <MyClass: 0x600000020030>
end
MyClass dealloc: <MyClass: 0x600000020030>
MyClass dealloc: <MyClass: 0x600000020040>
MyClass dealloc: <MyClass: 0x600000020060>
outside pool

Мой вопрос: почему случай 2 ведет себя так?Я ожидал бы, что он либо автоматически выпустит мою переменную перед возвратом, ведя себя как 3;или просто верните его без автоматического освобождения и ведите себя как 1.

Примечание: вам понадобится флаг -Os, чтобы воспроизвести приведенные выше примеры.

1 Ответ

0 голосов
/ 30 мая 2018

TL; DR:

На итерации 0 объект помещается в пул автоматического выпуска из-за ленивого связывания вспомогательной функции ARC, нарушающей оптимизацию возвращаемого значения.Остальные освобождаются как можно скорее, потому что символ был связан.

Слабая ссылка в случае 2 - красная сельдь.Вы можете получить то же поведение после удаления переменной weakShared. 

@implementation AppDelegate
-(MyClass*)getMyClass {
    MyClass* tmpHolder = [[MyClass alloc] init];
    return tmpHolder;
}
...

Код Objective C после применения ARC выглядит следующим образом: 

MyClass* "-[AppDelegate getMyClass]"(AppDelegate* self, SEL _cmd) {
    MyClass* tmpHolder = [[MyClass alloc] init];
    return objc_autoreleaseReturnValue(tmpHolder);
//         ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
}

В отличие от pre-ARC -autorelease метод, функция objc_autoreleaseReturnValue() будет не перемещать объект непосредственно в пул авто-релиза.Он проверит инструкции по сборке вызывающей стороны, и если вызывающая сторона собирается немедленно "-retain" значение, мы вместо этого пропустим пул автоматического выпуска и вернем объект + 1 напрямую. 

void "-[AppDelegate logMyClass:]"(AppDelegate* self, SEL _cmd, NSUInteger i) {
    MyClass* mc = objc_retainAutoreleasedReturnValue([self getMyClass]);
//                ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~                 
    NSNumber* ii = objc_retainAutoreleasedReturnValue([NSNumber numberWithInt:i]);
    NSLog(@"(%@) this is MyClass: %@", ii, mc);
    objc_release(ii);
    objc_release(mc);
}

Из-за этого поведения в итерациях с 1 по 9 методы objc_autoreleaseReturnValue и objc_retainAutoreleasedReturnValue становятся недоступными, и эти экземпляры MyClass уничтожаются сразу по окончании -logMyClass:.

(естьтакже подробное объяснение того, как эта оптимизация возврата работает на Как работает objc_retainAutoreleasedReturnValue? от Matt Galloway .)

Но что произошло на итерации 0?

Мы могли бы прочитать реализацию callerAcceptsOptimizedReturn, которая описывает, как objc_autoreleaseReturnValue определяет, что вызывающая сторона "немедленно сохранит".Короче говоря, он гарантирует, что вызывающий абонент сразу после вызова получает следующие инструкции: 

48 89 c7            movq %rax, %rdi
e8 __ __ __ __      callq <something>

, где разыменование <something> должно указывать на 

ff 25 __ __ __ __   jmpq *<symbol>

, где <symbol> должно бытьуказатель на функцию objc_retainAutoreleasedReturnValue.Однако если вы запустите программу в отладчике и отследите objc_autoreleaseReturnValue, вы обнаружите, что <symbol> это , а не objc_retainAutoreleasedReturnValue при первом вызове!

Причина в том, что objc_retainAutoreleasedReturnValue - это ленивый символ (__DATA,__la_symbol_ptr).Это поведение по умолчанию при подключении к внешней динамической библиотеке.Перед вызовом через <symbol> динамический компоновщик не будет преобразовывать его в правильный указатель функции.

И действительно, если вы отключите ленивое связывание, добавив флаг компоновщика -bind_at_load , код будет вести себя так же, как и "case 1" 

$ clang -fobjc-arc -framework Foundation -bind_at_load -Og 1.m
$ ./a.out 
2018-05-30 19:25:58.838 a.out[4923:19498647] (0) this is MyClass: <MyClass: 0x7fa392400200>
2018-05-30 19:25:58.838 a.out[4923:19498647] MyClass dealloc: <MyClass: 0x7fa392400200>
2018-05-30 19:25:58.838 a.out[4923:19498647] (1) this is MyClass: <MyClass: 0x7fa392400200>
2018-05-30 19:25:58.838 a.out[4923:19498647] MyClass dealloc: <MyClass: 0x7fa392400200>
...
2018-05-30 19:25:58.839 a.out[4923:19498647] (9) this is MyClass: <MyClass: 0x7fa392600400>
2018-05-30 19:25:58.839 a.out[4923:19498647] MyClass dealloc: <MyClass: 0x7fa392600400>
2018-05-30 19:25:58.839 a.out[4923:19498647] end
2018-05-30 19:25:58.839 a.out[4923:19498647] outside pool
$

Поскольку эта проблема возникает только один раз за все время существования программы, возможно, поэтому поведение остается неизменным.

Сценарий LLDB, который показывает поведение отложенной загрузки: 

(lldb) target create "a.out"

(lldb) b objc_autoreleaseReturnValue
Breakpoint 1: where = libobjc.A.dylib`objc_autoreleaseReturnValue, address = 0x000000000000cc6f

(lldb) r
Process 4580 launched: '~/a.out' (x86_64)
1 location added to breakpoint 1
Process 4580 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = breakpoint 1.2
    frame #0: 0x00007fff4fe52d1d libobjc.A.dylib`objc_autoreleaseReturnValue
libobjc.A.dylib`objc_autoreleaseReturnValue:
->  0x7fff4fe52d1d <+0>: pushq  %rbp
    0x7fff4fe52d1e <+1>: movq   %rsp, %rbp
    0x7fff4fe52d21 <+4>: movq   0x8(%rbp), %rax
    0x7fff4fe52d25 <+8>: cmpl   $0xe8c78948, (%rax)       ; imm = 0xE8C78948 
Target 0: (a.out) stopped.

(lldb) disass
libobjc.A.dylib`objc_autoreleaseReturnValue:
->  0x7fff4fe52d1d <+0>:  pushq  %rbp
    0x7fff4fe52d1e <+1>:  movq   %rsp, %rbp
    0x7fff4fe52d21 <+4>:  movq   0x8(%rbp), %rax
    0x7fff4fe52d25 <+8>:  cmpl   $0xe8c78948, (%rax)       ; imm = 0xE8C78948 
    0x7fff4fe52d2b <+14>: jne    0x7fff4fe52d64            ; <+71>
    0x7fff4fe52d2d <+16>: movslq 0x4(%rax), %rcx
    0x7fff4fe52d31 <+20>: movzwl 0x8(%rax,%rcx), %edx
    0x7fff4fe52d36 <+25>: cmpl   $0x25ff, %edx             ; imm = 0x25FF 
    0x7fff4fe52d3c <+31>: jne    0x7fff4fe52d64            ; <+71>
    0x7fff4fe52d3e <+33>: leaq   0x8(%rax,%rcx), %rax
    0x7fff4fe52d43 <+38>: movslq 0x2(%rax), %rcx
    0x7fff4fe52d47 <+42>: movq   0x6(%rax,%rcx), %rax
    0x7fff4fe52d4c <+47>: leaq   0x14e65(%rip), %rcx       ; objc_unsafeClaimAutoreleasedReturnValue
    0x7fff4fe52d53 <+54>: cmpq   %rcx, %rax
    0x7fff4fe52d56 <+57>: je     0x7fff4fe52d6a            ; <+77>
    0x7fff4fe52d58 <+59>: leaq   -0x17ef(%rip), %rcx       ; objc_retainAutoreleasedReturnValue
    0x7fff4fe52d5f <+66>: cmpq   %rcx, %rax
    0x7fff4fe52d62 <+69>: je     0x7fff4fe52d6a            ; <+77>
    0x7fff4fe52d64 <+71>: popq   %rbp
    0x7fff4fe52d65 <+72>: jmp    0x7fff4fe52920            ; objc_autorelease
    0x7fff4fe52d6a <+77>: movq   $0x1, %gs:0x160
    0x7fff4fe52d77 <+90>: movq   %rdi, %rax
    0x7fff4fe52d7a <+93>: popq   %rbp
    0x7fff4fe52d7b <+94>: retq   

(lldb) b 0x7fff4fe52d5f
Breakpoint 2: where = libobjc.A.dylib`objc_autoreleaseReturnValue + 66, address = 0x00007fff4fe52d5f

(lldb) br del 1
1 breakpoints deleted; 0 breakpoint locations disabled.

(lldb) br com add 2
Enter your debugger command(s).  Type 'DONE' to end.
> p/x $rax 
> p/x $rcx 
> c 
> DONE 

(lldb) c
Process 4580 resuming

(lldb)  p/x $rax
(unsigned long) $0 = 0x0000000100000e7e

(lldb)  p/x $rcx
(unsigned long) $1 = 0x00007fff4fe51570

(lldb)  c
Process 4580 resuming

Command #3 'c' continued the target.
2018-05-30 19:09:38.677022+0800 a.out[4580:19476452] (0) this is MyClass: <MyClass: 0x100103850>
(lldb)  p/x $rax
(unsigned long) $2 = 0x00007fff4fe51570

(lldb)  p/x $rcx
(unsigned long) $3 = 0x00007fff4fe51570

(lldb)  c
Process 4580 resuming

Command #3 'c' continued the target.
2018-05-30 19:09:38.685472+0800 a.out[4580:19476452] (1) this is MyClass: <MyClass: 0x100200050>
2018-05-30 19:09:38.685565+0800 a.out[4580:19476452] MyClass dealloc: <MyClass: 0x100200050>

...
...