面试题：Objective-C中autoreleasepool在多线程环境下的行为及优化

Question

在多线程编程中，autoreleasepool的行为会有哪些变化？如何对多线程环境下的autoreleasepool进行优化以提高性能和避免内存问题？请举例说明。

Answer 1

autoreleasepool在多线程中的行为变化

1. 独立管理：每个线程都有自己独立的自动释放池栈。主线程有一个隐含的自动释放池，而子线程没有，需要手动创建和管理。这意味着在不同线程中发送autorelease消息的对象，会在各自线程的自动释放池被销毁时释放内存，互不干扰。
2. 生命周期：主线程的自动释放池通常在每次事件循环结束时被排空和重新创建；而子线程的自动释放池需要根据具体代码逻辑，在合适的时机创建和销毁。如果没有及时创建自动释放池，在子线程中频繁发送autorelease消息会导致对象不断积累，直到线程结束才释放，可能引发内存峰值过高的问题。

多线程环境下autoreleasepool的优化

1. 及时创建：在子线程开始执行任务前，尽快创建自动释放池。例如在NSThread的main方法或GCD的任务块中，一开始就创建自动释放池。
2. 合理嵌套：对于复杂任务，如果存在多个逻辑块，每个逻辑块可以创建自己的子自动释放池。这样在一个逻辑块执行完毕后，相关的自动释放对象可以及时释放，减少内存占用。
3. 手动释放：对于一些创建和释放频繁且占用内存较大的对象，可以考虑手动管理内存，而不是依赖autorelease。

示例

1. 使用GCD

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.example.thread", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
    @autoreleasepool {
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            NSString *str = [[NSString alloc] initWithFormat:@"%d", i];
            // 处理str
        }
    }
});

在上述代码中，通过dispatch_async开启一个异步任务，在任务块中创建了自动释放池。这样在循环中创建的大量NSString对象，会在每次循环结束后（自动释放池销毁时）及时释放内存，避免内存峰值过高。 2. 使用NSThread

[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(subThreadTask) toTarget:self withObject:nil];

- (void)subThreadTask {
    @autoreleasepool {
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
            // 处理obj
        }
    }
}

这里通过detachNewThreadSelector开启新线程，在新线程的subThreadTask方法中创建自动释放池，同样能保证循环中创建的NSObject对象及时释放内存。