IOS中Tagged Pointer詳解

前言

在2013年9月，蘋果推出了iPhone5s，與此同時，iPhone5s配備了首個採用64位架構的A7雙核處理器，為了節省記憶體和提高執行效率，蘋果提出了Tagged Pointer的概念。對於64位程式，引入Tagged Pointer後，相關邏輯能減少一半的記憶體佔用，以及3倍的訪問速度提升，100倍的建立、銷毀速度提升。本文從Tagged Pointer試圖解決的問題入手，帶領讀者理解Tagged Pointer的實現細節和優勢，最後指出了使用時的注意事項。

問題

我們先看看原有的對象為什麼會浪費記憶體。假設我們要儲存一個NSNumber對象，其值是一個整數。正常情況下，如果這個整數只是一個NSInteger的普通變數，那麼它所佔用的記憶體是與CPU的位元有關，在32位CPU下佔4個位元組，在64位CPU下是佔8個位元組的。而指標類型的大小通常也是與CPU位元相關，一個指標所佔用的記憶體在32位CPU下為4個位元組，在64位CPU下也是8個位元組。

所以一個普通的iOS程式，如果沒有Tagged Pointer對象，從32位機器遷移到64位機器中後，雖然邏輯沒有任何變化，但這種NSNumber、NSDate一類的對象所佔用的記憶體會翻倍。如下圖所示：

我們再來看看效率上的問題，為了儲存和訪問一個NSNumber對象，我們需要在堆上為其分配記憶體，另外還要維護它的引用計數，管理它的生命期。這些都給程式增加了額外的邏輯，造成運行效率上的損失。