Yeni otomatik referans sayma mekanizması nasıl çalışır?

Birisi bana ARC'nin nasıl çalıştığını kısaca açıklayabilir mi? Garbage Collection'dan farklı olduğunu biliyorum, ama tam olarak nasıl çalıştığını merak ediyordum.

Ayrıca, ARC GC'nin performansı engellemeden yaptığı şeyi yaparsa, Java neden GC'yi kullanır? Neden ARC'yi de kullanmıyor?

Objective-C'ye gelen her yeni geliştirici, nesneleri ne zaman tutacağı, serbest bırakacağı ve otomatik serbest bırakma konusundaki katı kuralları öğrenmelidir. Bu kurallar, yöntemlerden döndürülen nesnelerin alıkonma sayısını ima eden adlandırma kurallarını bile belirtir. Objective-C'de bellek yönetimi, bu kuralları kalbe alıp sürekli olarak uyguladıktan sonra ikinci doğa haline gelir, ancak en deneyimli Kakao geliştiricileri bile zaman zaman kaymaktadır.

Clang Statik Analizör ile LLVM geliştiricileri, bu kuralların, kodunuzun aldığı yollarda bellek sızıntılarını ve aşırı yayınları gösterecek bir araç oluşturabilecek kadar güvenilir olduğunu fark etti.

Otomatik referans sayma (ARC) bir sonraki mantıksal adımdır. Derleyici nesneleri nerede tutmanız ve serbest bırakmanız gerektiğini fark edebiliyorsa, neden bu kodu sizin için eklemesin? Katı, tekrarlayan görevler derleyicilerin ve kardeşlerinin mükemmel olduğu şeydir. İnsanlar bir şeyleri unutur ve hatalar yapar, ancak bilgisayarlar çok daha tutarlıdır.

Ancak, bu sizi bu platformlarda bellek yönetimi hakkında endişelenmekten tamamen kurtarmaz. Buradaki cevabımda dikkat edilmesi gereken (döngüleri koruyacak) birincil sorunu açıklıyorum , bu da zayıf işaretçileri işaretlemek için sizin tarafınızdan biraz düşünülmesi gerekebilir. Ancak, bu ARC'de kazandıklarınızla karşılaştırıldığında küçüktür.

Manuel bellek yönetimi ve çöp toplama ile karşılaştırıldığında, ARC, tutma / bırakma kodu yazma ihtiyacını keserek, ancak çöp toplanan bir ortamda görülen durma ve testere dişi bellek profillerine sahip olmayan her iki dünyanın en iyisini sunar. Çöp toplamanın bunun üzerinde sahip olduğu tek avantajlar hakkında tutma döngüleri ve atomik özellik atamalarının ucuz olması ( burada tartışıldığı gibi ). Mevcut tüm Mac GC kodumu ARC uygulamalarıyla değiştirdiğimi biliyorum.

Bunun diğer dillere genişletilip genişletilemeyeceğine ilişkin olarak, Objective-C'deki referans sayma sistemi etrafında düşünülmüş gibi görünüyor. Bunu Java'ya veya diğer dillere uygulamak zor olabilir, ancak orada kesin bir açıklama yapmak için düşük seviyeli derleyici ayrıntıları hakkında yeterince bilgim yok. Apple'ın bu çabayı LLVM'de iten kişi olduğu göz önüne alındığında, başka bir parti buna önemli kaynaklar taahhüt etmedikçe Objective-C önce gelecek.

WWDC'deki bu şok geliştiricilerin tanıtımı, böylece insanlar böyle bir şeyin yapılabileceğinin farkında değildi. Zamanla diğer platformlarda görünebilir, ancak şimdilik LLVM ve Objective-C'ye özeldir.

ARC, derleyicinin ne zaman alıkoyma / bırakma çağrıldığını anlamasıyla eski tutma / bırakma (MRC) oynar. GC sistemine göre daha yüksek performans, daha düşük bellek kullanımı ve daha öngörülebilir performansa sahip olma eğilimindedir.

Öte yandan, ARC (veya MRC) ile bazı veri yapısı türleri mümkün değildir, ancak GC bunları idare edebilir.

Örnek olarak, düğüm adında bir sınıfınız varsa ve düğümde bir NSArray alt öğesi ve GC ile "sadece çalışan" üst öğeye yönelik tek bir başvuru varsa. ARC (ve manuel referans sayımı) ile bir sorununuz var. Verilen herhangi bir düğüme, alt öğelerinden ve üst öğesinden de başvurulacaktır.

Sevmek:

A -> [B1, B2, B3]
B1 -> A, B2 -> A, B3 -> A

A kullanırken her şey yolunda (yerel bir değişken üzerinden söyleyin).

İşiniz bittiğinde (ve B1 / B2 / B3), bir GC sistemi sonunda yığın ve CPU kayıtlarından başlayarak bulabileceği her şeye bakmaya karar verecektir. Asla A, B1, B2, B3'ü bulamaz, böylece onları sonlandırır ve belleği diğer nesnelere geri dönüştürür.

ARC veya MRC kullandığınızda ve A ile bitirdiğinizde 3 yeniden sayımına sahiptir (B1, B2 ve B3 tüm referanslar) ve B1 / B2 / B3'ün referans sayısı 1'dir (A'nın NSArray'ı bir referans tutar her biri). Böylece hiçbir şey onları kullanmasa bile, tüm bu nesneler canlı kalır.

Ortak çözüm, bu referanslardan birinin zayıf olması gerektiğine karar vermektir (referans sayısına katkıda bulunmamak). Bu, bazı kullanım modelleri için işe yarayacaktır, örneğin B1 / B2 / B3'e yalnızca A üzerinden başvurursanız. Ancak diğer modellerde başarısız olur. Örneğin, bazen B1'i basılı tutarsanız ve ana işaretçi aracılığıyla geri tırmanmayı ve A'yı bulmayı beklerseniz, yalnızca B1'i basılı tutarsanız zayıf bir referansla A buharlaşabilir (ve normalde B2) ve B3 alabilir Bununla.

Bazen bu bir sorun değildir, ancak karmaşık veri yapılarıyla çalışmanın bazı yararlı ve doğal yollarının ARC / MRC ile kullanımı çok zordur.

Dolayısıyla ARC, GC'nin hedeflediği aynı sorunları hedefler. Bununla birlikte ARC, GC'den daha sınırlı bir kullanım şekli kümesi üzerinde çalışır, bu nedenle bir GC dili (Java gibi) aldıysanız ve ARC gibi bir şey aşıladıysanız, bazı programlar artık çalışmaz (veya en azından tonlarca terk edilmiş bellek üretecekti) ve ciddi takas sorunlarına neden olabilir veya bellek veya takas alanı tükenebilir).

GC, genel bir çözüm olmaya daha fazla öncelik verirken ARC'nin performansa (veya belki öngörülebilirliğe) daha büyük bir öncelik verdiğini de söyleyebilirsiniz. Sonuç olarak GC, öngörülebilir CPU / bellek taleplerine ve ARC'den daha düşük performansa (normalde) sahiptir, ancak herhangi bir kullanım modelini işleyebilir. ARC, birçok yaygın kullanım modeli için çok daha iyi çalışacaktır, ancak birkaç (geçerli!) Kullanım modeli için düşecek ve ölecektir.

sihirli

Ancak daha spesifik olarak ARC, kodunuzla tam olarak ne yapacağınızı yaparak çalışır (bazı küçük farklarla). ARC, çalışma zamanı olan ve performansınızı olumsuz yönde etkileyecek olan GC'nin aksine derleme zamanı teknolojisidir. ARC sizin için nesnelere yapılan referansları izleyecek ve tutma / bırakma / otomatik serbest bırakma yöntemlerini normal kurallara göre sentezleyecektir. Bu nedenle ARC, işleri sadece kongre uğruna bir otomatik yayın havuzuna atmak yerine, ihtiyaç duyulmadığı anda serbest bırakabilir.

Diğer bazı iyileştirmeler arasında zayıf referansların sıfırlanması, blokların yığına otomatik olarak kopyalanması, karttaki hızlandırmalar (otomatik kiralama havuzları için 6x!) Yer alır.

Tüm bunların nasıl çalıştığı hakkında daha ayrıntılı tartışma ARC ile ilgili LLVM Dokümanlarında bulunur.

Çöp toplanmasından çok farklıdır. Farklı çizgilere nesne sızdırıyor olabileceğinizi belirten uyarıları gördünüz mü? Bu ifadeler size nesneyi hangi satıra ayırdığınızı bile söyler. Bu bir adım daha ileri götürüldü ve artık uygun yerlere, çoğu programcıdan daha iyi, zamanın neredeyse% 100'üne retain/ releaseifadeleri ekleyebilir . Bazen, yardım etmeniz gereken tutulan nesnelerin bazı garip örnekleri vardır.

Apple geliştirici belgeleri tarafından çok iyi açıklanmıştır. "ARC Nasıl Çalışır" bölümünü okuyun

Örneklerin hala ihtiyaç duyulurken yok olmadıklarından emin olmak için ARC, şu anda her sınıf örneğine kaç tane özellik, sabit ve değişken başvurduğunu izler. ARC, söz konusu örneğe en az bir etkin başvuru hâlâ mevcut olduğu sürece bir örneği dağıtmayacaktır.

Örneklerin hala ihtiyaç duyulurken yok olmadıklarından emin olmak için ARC, şu anda her sınıf örneğine kaç tane özellik, sabit ve değişken başvurduğunu izler. ARC, söz konusu örneğe en az bir etkin başvuru hâlâ mevcut olduğu sürece bir örneği dağıtmayacaktır.

Diff'i bilmek. Çöp toplama ve ARC arasında: Bunu okuyun

ARC, nesnelerin otomatik bellek yönetimini sağlayan bir derleyici özelliğidir.

Bunun yerine, ne zaman kullanılacağını hatırlamak zorunda kalmazsınız retain, releaseve autoreleaseARC, nesnelerinizin ömür boyu gereksinimlerini değerlendirir ve derleme zamanında sizin için uygun bellek yönetimi çağrılarını otomatik olarak ekler. Derleyici ayrıca sizin için uygun dealloc yöntemleri oluşturur.

Derleyici gerekli retain/releaseçağrıları derleme zamanında ekler , ancak bu çağrılar diğer kodlarda olduğu gibi çalışma zamanında yürütülür.

Aşağıdaki şema size ARC'nin nasıl çalıştığını daha iyi anlayacaktır.

İOS geliştirmede yeni olanlar ve Objective C'de iş deneyimi olmayanlar . Bellek yönetimini daha iyi anlamak için lütfen Apple'ın Gelişmiş Bellek Yönetimi Programlama Kılavuzu belgelerine bakın .