内容主要来自《a-look-under-arcs-hood-episode-1》 里面加入了一点点自己的吐槽和理解

已经有很久很久没有写一些 under the hood 的东西了, 好久没有学习新的技术了, 不说废话了. ARC 是编译器的技术, 不知道为什么, 我对编译器增加额外代码有着非常大的恐惧, 是因为和C++ 相关么? 不知道, anyway ARC 的确帮我这样的码农减少了工作量, 对于一向懒惰的我来说, 我还是更倾向于省事.

在之前写block 的时候, 有些好奇的家伙们问我,是怎么发现编译器增加代码的. 这个其实很简单, 就是看一些文档了,但是总是有些人比较好奇编译器到底做了什么,不想理所当然的接受.

先瞅瞅我们的测试函数 test_arc.m

    @interface ClassA : NSObject
    @interface ClassA : NSObject
    {
            NSNumber *_foo;
    }
    @property (nonatomic, retain) NSNumber *foo;
    @end

    @implementation ClassA

    @synthesize foo = _foo;

    - (void)changeFooDirect:(NSNumber*)inFoo {
        _foo = inFoo;
    }

    - (void)changeFooSetter:(NSNumber*)inFoo {
        self.foo = inFoo;
    }

    - (NSNumber*)newNumber {
        return [[NSNumber alloc] initWithInt:10];
    }

    - (NSNumber*)getNumber {
        return [[NSNumber alloc] initWithInt:10];
    }

    @end

Mac 环境比较让人dt, 安装Xcode 后 安装Command Line Tools 否则, 会遇到各种各样的问题. 首先关闭ARC

clang -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneOS.platform/Developer/SDKs/iPhoneOS6.1.sdk/ -arch armv7 -fno-objc-arc -O3 -S -o test_arc.s test_arc.m

这个是开启ARC的命令

clang -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneOS.platform/Developer/SDKs/iPhoneOS6.1.sdk/ -arch armv7 -fobjc-arc -O3 -S -o test_arc_on.s test_arc.m

让我们先看一下 changeFooDirect 在没有开启arc时的样子, 当然, 如果有人和我一起工作,敢写出这样的代码, 肯定会让我喷的体无完肤的: )

.align  2
.code   16                      @ @"\01-[ClassA changeFooDirect:]"
.thumb_func "-[ClassA changeFooDirect:]"
"-[ClassA changeFooDirect:]":
@ BB#0:
    movw    r1, :lower16:(_OBJC_IVAR_$_ClassA.foo-(LPC0_0+4))
    movt    r1, :upper16:(_OBJC_IVAR_$_ClassA.foo-(LPC0_0+4))
LPC0_0:
    add r1, pc
    ldr r1, [r1]
    str r2, [r0, r1]
    bx  lr

这里可以看出, 只是简单的覆盖变量, 没有retain release, 非常容易产生内存问题. 再看一下 changeFooDirect 开启ARC后的样子

.align  2
.code   16                      @ @"\01-[ClassA changeFooDirect:]"
.thumb_func "-[ClassA changeFooDirect:]"
"-[ClassA changeFooDirect:]":
@ BB#0:
    push    {r4, r7, lr}
    mov r4, r0                          
    mov r0, r2
    add r7, sp, #4
    blx _objc_retain
    movw    r1, :lower16:(_OBJC_IVAR_$_ClassA._foo-(LPC0_0+4))
    movt    r1, :upper16:(_OBJC_IVAR_$_ClassA._foo-(LPC0_0+4))
LPC0_0:
    add r1, pc                          
    ldr r2, [r1]            //r2 = 变量foo在类实例中的偏移量
    ldr r1, [r4, r2]            //r4 = self 这句的意思就是 r1 = foo;
    str r0, [r4, r2]            //r0 表示参数inFoo, 这里相当于_foo = inFoo;
    mov r0, r1              
    pop.w   {r4, r7, lr}            
    b.w _objc_release           //release ro的变量 也就是 _foo

这里我们可以看出, ARC retain 新变量, 然后release 旧的变量, 而这个正是我们想要的结果.这段坑爹的代码在ARC下是可以正确运行的

这里我再次声明一下, 类似changeFooDirect 这样的代码 只是用于研究, 访问类实例成员变量时都应该使用property方法而不是直接访问或是修改

changeFooSetter 这里我们看到无论是否开启ARC 生成的代码都是一样的.调用自动生成的setter 方法

.align  2
.code   16                      @ @"\01-[ClassA changeFooSetter:]"
.thumb_func "-[ClassA changeFooSetter:]"
"-[ClassA changeFooSetter:]":
@ BB#0:
    movw    r1, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC1_0+4))
    movt    r1, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC1_0+4))
LPC1_0:
    add r1, pc
    ldr r1, [r1]
    b.w _objc_msgSend

然后我们再看看getNumber 函数 开启ARC后的代码

.align  2
.code   16                      @ @"\01-[ClassA getNumber]"
.thumb_func "-[ClassA getNumber]"
"-[ClassA getNumber]":
@ BB#0:
push    {r7, lr}
movw    r0, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_2-(LPC3_0+4))
mov r7, sp
movt    r0, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_2-(LPC3_0+4))
movw    r2, :lower16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC3_1+4))
movt    r2, :upper16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC3_1+4))
LPC3_0:
add r0, pc
LPC3_1:
add r2, pc
ldr r1, [r0]
ldr r0, [r2]
blx _objc_msgSend
movw    r1, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_4-(LPC3_2+4))
movs    r2, #10
movt    r1, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_4-(LPC3_2+4))
LPC3_2:
add r1, pc
ldr r1, [r1]
blx _objc_msgSend
pop.w   {r7, lr}
b.w _objc_autoreleaseReturnValue               //如果没有开启ARC 则没有 _objc_autoreleaseReturnValue

关于_objc_autoreleaseReturnValue 也有很多有趣的事情, 如果把这个家伙简单的理解成autorelease就大错特错了, 编译器会对这些做优化, 减少一些无谓的retain release 来提高代码效率

newNumber 和我们想的也一样, 在开启ARC的时候, 并没有增加 类似autorelease 的函数, 而是将retain count 保持为1.

如果是普通的临时变量又是什么样子呢?

- (void)test
{
        NSNumber *test = [[NSNumber alloc] initWithInt:1];

        NSLog(@"%@", test);
}

开启ARC 后的代码

.align  2
.code   16                      @ @"\01-[ClassA test]"
.thumb_func "-[ClassA test]"
"-[ClassA test]":
@ BB#0:
push    {r4, r7, lr}
movw    r0, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_2-(LPC4_0+4))
add r7, sp, #4
movt    r0, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_2-(LPC4_0+4))
movw    r2, :lower16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC4_1+4))
movt    r2, :upper16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC4_1+4))
LPC4_0:
add r0, pc
LPC4_1:
add r2, pc
ldr r1, [r0]
ldr r0, [r2]
blx _objc_msgSend
movw    r1, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_4-(LPC4_2+4))
movs    r2, #1
movt    r1, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_4-(LPC4_2+4))
LPC4_2:
add r1, pc
ldr r1, [r1]
blx _objc_msgSend
mov r4, r0
movw    r0, :lower16:(L__unnamed_cfstring_-(LPC4_3+4))
movt    r0, :upper16:(L__unnamed_cfstring_-(LPC4_3+4))
mov r1, r4
LPC4_3:
add r0, pc
blx _NSLog
mov r0, r4
pop.w   {r4, r7, lr}
b.w _objc_release           // 这里我们看出release 掉了 test 变量 也和我们想想的一样.ARC 这里对带类成员变量和普通的临时变量是不同的

寄存器变量在第一个例子中已经列举了一点, 这个就不赘述啦.