• 自动释放池的前世今生
• 黑箱中的 retain 和 release

写在前面

在接口设计时，我们经常要考虑某些意义上的平衡。在内存管理中也是这样，Objective-C 同时为我们提供了增加引用计数的 retain 和减少引用计数的 release 方法。

这篇文章会在源代码层面介绍 Objective-C 中 retain 和 release 的实现，它们是如何达到平衡的。

从 retain 开始

如今我们已经进入了全面使用 ARC 的时代，几年前还经常使用的 retain 和 release 方法已经很难出现于我们的视野中了，绝大多数内存管理的实现细节都由编译器代劳。

在这里，我们还要从 retain 方法开始，对内存管理的实现细节一探究竟。

下面是 retain 方法的调用栈：

调用栈中的前两个方法的实现直接调用了下一个方法：

而 id objc_object::rootRetain(bool tryRetain, bool handleOverflow) 方法是调用栈中最重要的方法，其原理就是将 isa 结构体中的 extra_rc 的值加一。

extra_rc 就是用于保存自动引用计数的标志位，下面就是 isa 结构体中的结构：

接下来我们会分三种情况对 rootRetain 进行分析。

正常的 rootRetain

这是简化后的 rootRetain 方法的实现，其中只有处理一般情况的代码：

在这里我们假设的条件是 isa 中的 extra_rc 的位数足以存储 retainCount。

1. 使用 LoadExclusive 加载 isa 的值
2. 调用 addc(newisa.bits, RC_ONE, 0, &carry) 方法将 isa 的值加一
3. 调用 StoreExclusive(&isa.bits, oldisa.bits, newisa.bits) 更新 isa 的值
4. 返回当前对象

有进位版本的 rootRetain

在这里调用 addc 方法为 extra_rc 加一时，8 位的 extra_rc 可能不足以保存引用计数。

extra_rc 不足以保存引用计数，并且 handleOverflow = false。

当方法传入的 handleOverflow = false 时（这也是通常情况），我们会调用 rootRetain_overflow 方法：

这个方法其实就是重新执行 rootRetain 方法，并传入 handleOverflow = true。

有进位版本的 rootRetain（处理溢出）

当传入的 handleOverflow = true 时，我们就会在 rootRetain 方法中处理引用计数的溢出。

当调用这个方法，并且 handleOverflow = true 时，我们就可以确定 carry 一定是存在的了，

因为 extra_rc 已经溢出了，所以要更新它的值为 RC_HALF：

extra_rc 总共为 8 位，RC_HALF = 0b10000000。

然后设置 has_sidetable_rc 为真，存储新的 isa 的值之后，调用 sidetable_addExtraRC_nolock 方法。

这里我们将溢出的一位 RC_HALF 添加到 oldRefcnt 中，其中的各种 SIDE_TABLE 宏定义如下：