天天看點
傳回

iOS記憶體管理iOS記憶體管理1.引用計數2. 引用計數式記憶體管理的思考方式3. ARC

iOS記憶體管理

主要參考資料：《Effective Objective-C 2.0》，《Objective-C進階程式設計 iOS與OS X多線程和記憶體管理》

在學習記憶體管理的時候，查閱了不少資料，零零散散的記錄在有道雲筆記中，在這裡總結提煉一下，希望在友善自己檢視的同時能幫助到大家。

1.引用計數

在引用計數架構下，每個對象都有個可以遞增或遞減的計數器，用以表示目前有多少個事物想令此對象繼續存活下去。這在OC中叫做“保留計數（retain count）”，不過也可以叫做“引用計數”。如果想使某個對象繼續存活，那就遞增其引用計數；用完了之後，就遞減其引用計數。計數變為0，就表示沒人關注此對象了，于是就可以把它銷毀。

MRC：在手動引用計數模式下，NSObject協定聲明了下面三個方法用于操作計數器，retain，release，autorelease。

- (instancetype)retain OBJC_ARC_UNAVAILABLE;

- (oneway void)release OBJC_ARC_UNAVAILABLE;

- (instancetype)autorelease OBJC_ARC_UNAVAILABLE;

ARC：蘋果的官方說明：

在OC中采用ARC機制，讓編譯器來進行記憶體管理。在新一代Apple LLVM編譯器中設定ARC為有效狀态，就無需再次鍵入retain或release代碼，這在降低程式崩潰、記憶體洩露等風險的同時，很大程度上減少了開發程式的工作量。編譯器完全清楚目标對象，并能立即釋放那些不再被使用的對象。如此一來，應用程式将具有可預測性，且能流暢運作，速度也将大幅提升。

雖然現在項目中推薦使用ARC，但是了解MRC是非常有用的。

2. 引用計數式記憶體管理的思考方式

讓我們先忽略ARC，來考慮引用計數式記憶體管理的思考方式。

  1. 自己生成的對象，自己所持有
  2. 非自己生成的對象，自己也能持有
  3. 不再需要自己持有的對象時釋放該對象
  4. 非自己持有的對象無法釋放

2.1 自己生産的對象，自己所持有

使用以下名稱開頭的方法名意味着自己生成的對象自己持有：
  • alloc
  • new
  • copy
  • mutableCopy
在OC中方法名能展現出記憶體管理語義，以上面這4個名稱開頭的方法名表示“生成的對象自己持有”，也可以說成“生成的對象歸調用者所有”。“生成的對象自己持有”意味着：調用上述四種方法的那段代碼要負責釋放方法所傳回的對象。 
{
    //調用[[NSObject alloc]init]方法會在堆上産生一個對象，并且沒有被release和autorelease。這個堆上的對象目前的引用計數為1
    //把這個對象的指針指派給obj。指派不會導緻引用計數的變化，相當于通過obj可以拿到這個堆上的對象使用了。
    id obj = [[NSObject alloc]init];

    //這個代碼段快要結束了，把這個堆上的對象釋放掉，不然會産生記憶體洩漏。
    [obj release];  
}

2.2 非自己生成的對象，自己也能持有

用alloc/new/copy/mutableCopy以外的方法取得的對象，因為非自己生成并持有，是以自己不是該對象的所有者。

//取得非自己生産并持有的對象
//調用[NSMutableArray array]方法，會在堆上産生一個對象，這個對象被調用了autorelease方法，它會再下一次運作循環的時候被release。可以把這個對象想象成引用計數為0的對象（雖然是過一段時間才變為0），隻有retain一下，才能持有這個對象。
id obj = [NSMutableArray array];
//取得的對象存在，但自己不持有對象
//NSMutableArray對象被賦給變量obj，但變量obj自己并不持有該對象。使用retain方法可以持有對象。
//取得非自己生産并持有的對象
id obj = [NSMutableArray array];
//取得的對象存在，但自己不持有對象
[obj retain];
//自己持有對象

通過retain方法，非自己生成的對象跟用alloc/new/copy/muableCopy方法生成并持有的對象一樣，成為了自己所持有的。

2.3 不再需要自己持有的對象時釋放該對象

自己持有的對象一旦不再需要，持有者有義務釋放該對象。釋放使用release方法。

//自己生産并持有對象
id obj = [[NSObject alloc]init];
//自己持有對象
[obj release];
//釋放對象，指向對象的指針仍然被保留在變量obj中，貌似能夠通路，但對象一經釋放絕對不可通路。

如此，用alloc方法由自己生成并持有的對象就通過release方法釋放了。

用alloc/new/copy/mutableCopy方法生産并持有的對象，或者用retain方法持有的對象，一旦不再需要，務必要用release方法進行釋放。

如果要用某個方法生成對象，并将其返還給該方法的調用方，那麼它的源代碼又是怎樣的呢？

- （id）allocObject
{
    //自己生成并持有對象
    id obj = [[NSObject alloc]init];
    //自己持有對象
    return obj;
}

如上例所示，原封不動地傳回用alloc方法生成并持有的對象，就能讓調用方也持有該對象，請注意allocObject是符合命名規則的。

allocObject名稱符合前文的命名規則，是以它與用alloc方法生成并持有的對象的情況完全相同，是以使用allocObject方法也就意味着“自己生成并持有對象”。

那麼，調用[NSMutableArray array]方法使取得的對象存在，但自己不持有對象，又是如何實作的呢？根據命名規則，不能使用以alloc/new/copy/mutableCopy開頭的方法名，是以使用object這個方法名。

-(id)object
{
    id obj = [[NSObject alloc]init];
    //自己持有對象
    [obj autorelease];
    //取得的對象存在，但自己不持有對象
    return obj；
}

上例中我們使用了autorelease方法。使用該方法，可以使取得的對象存在，但自己不持有對象。autorelease提供這樣的功能，使對象在超出指定的生存範圍時能夠自動并正确地釋放（調用release方法）。

autorelease是把對象注冊到自動釋放池，等pool結束時自動調用release方法。

使用NSMutableArray類的array類方法等可以取得誰都不持有的對象，這些方法都是通過autorelease而實作的。此外，根據命名規則，這些用來取得誰都不持有的對象的方法名不能以alloc/new/copy/mutableCopy開頭，這點需要注意。

id obj1 = [obj0 object];
//取得的對象存在，但自己不持有
//當然，也能通過retain方法将調用autorelease方法取得的對象變為自己持有。
           
id obj1 = [obj0 object];
//取得的對象存在，但自己不持有
[obj1 retain];
//通過retain使得自己持有對象

2.4 非自己持有的對象無法釋放

對于用alloc/new/copy/mutableCopy方法生成并持有的對象，或是用retain方法持有的對象，由于持有者是自己，是以在不需要該對象時需要将其釋放。而由此以外所得到的對象絕對不能釋放。倘若在應用程式中釋放了非自己所持有的對象就會造成崩潰。

//自己生成并持有對象
id obj = [[NSObject alloc]init];
//自己持有對象
[obj release];
//對象已釋放
[obj release];
//釋放之後再次釋放已非自己持有的對象，應用崩潰

或者在“取得的對象存在，但自己不持有對象”時釋放

id obj1 = [obj0 object];
//取得的對象存在，但自己不持有對象
[obj1 release];
//釋放了非自己持有的對象，這肯定會導緻應用程式崩潰

幫助了解：

使用與持有是兩回事。你可以使用這個對象，但是你并不是它的所有者。比如有個對象的所有者已經對它進行了autorelease，你可以使用這個對象，但是除非你進行了retain，否則你不是它的所有者。

從所有權的角度考慮記憶體管理問題，就能很容易解釋為什麼需要在description方法中向傳回的NSString對象發送autorelease消息：

因為該隻是建立了一個NSString對象，但是并不想擁有該對象。建立NSString的對象隻是為了傳回一個結果，将NSString對象“交出去”而已。交出去後，别人愛擁有就擁有，不愛擁有就算了。

3. ARC

實際上“引用計數式類存管理”的本質部分在ARC中并沒有改變。就像“自動引用計數”這個名稱表示的那樣，ARC隻是自動地幫助我們處理“引用計數”的相關部分。在編譯機關上，可設定ARC有效或無效，這一點便能佐證上述結論。比如對每個檔案可選擇使用或不使用ARC。

上述的記憶體管理思考方式在ARC中依然有效，隻是在源代碼的的書寫上有些不同。到底有什麼樣的變化呢？首先要了解ARC中追加的所有權聲明。

3.1所有權修飾符

OC程式設計中為了處理對象，可将變量類型定義為id類型或各種對象類型。

所謂對象類型就是指向NSObject這樣的OC類的指針，例如NSObject*。id類型用于隐藏對象類型的類名部分，相當于C語言中常用的“ void* ”。

ARC有效時，id類型和對象類型同C語言其他類型不同，其類型上必須附加所有權修飾符。所有權修飾符一共有4種。

  • __strong
  • __weak
  • __unsafe_unretained
  • __autoreleasing

3.1.1 __strong修飾符

__strong修飾符是id類型和對象類型預設的所有權修飾符。

id obj = [[NSObject alloc]init];

該obj變量實際上被附加了__strong所有權。相當于：

id __strong obj = [[NSObject alloc]init];

再看如下的代碼段：

{
 //ARC
 id __strong obj = [[NSObject alloc]init];
}

此源代碼明确指定了C語言的變量的作用域。ARC無效時，該源代碼可記述如下：

//ARC無效
{
 id obj = [[NSObject alloc]init];
 [obj release];
}

如此源代碼所示，附有__strong修飾符的變量obj在超出其變量作用域時，即在該變量被廢棄時，會釋放其被賦予的對象。

如strong這個名稱所示，__strong修飾符表示對對象的“強引用”。持有強引用的變量在超出其作用域時被廢棄，随着強引用的失效，引用的對象會随之釋放。

3.1.2 __weak修飾符

有些時候會出現循環引用的問題：

{
        Dog* dog1 = [[Dog alloc]init];//狗對象;dog1持有狗對象的強引用
        Cat* cat1 = [[Cat alloc]init];//貓對象;cat1持有貓對象的強引用
        [dog1 setObj:cat1];//狗對象裡的成員變量obj_持有貓對象的強引用
        [cat1 setObj:dog1];//貓對象裡的成員變量obj_持有狗對象的強引用
        //現在狗對象的持有者是dog1、貓對象的成員變量obj
        //現在貓對象的持有者是cat1、狗對象的成員變量obj
    }
    //因為dog1，cat1超出作用域，強引用失效，是以自動釋放狗對象和貓對象，引用計數從2變為1
    //此時兩個對象中的成員互相引用兩個對象，發生記憶體洩露

像下面這種情況，雖然隻有一個對象，但在該對象持有其自身時，也會發生循環引用（自引用）。

id test = [[Test alloc]init];
    [test setObject:test];

使用__weak修飾符可以避免循環引用。弱引用不能持有對象，對對象的引用計數沒有影響。還是那句話，可以使用但不持有，持有者把它release了，你就不能使用了。把之前的成員變量的修飾符改成__weak即可解決循環引用問題。

__weak修飾符還有另一個優點。在持有某對象的弱引用時，若該對象被廢棄，則此弱引用将自動失效且被指派為nil。通過檢查附有__weak修飾符的變量是否為nil，可以判斷被指派的對象是否已廢棄。

3.1.3 __unsafe_unretained修飾符

附有_unsafe_unretained修飾符的變量同附有__weak修飾符的變量一樣，因為自己生成并持有的對象不能繼續為自己所有，是以生成的對象會立即被釋放。到這裡，__unsafe_unretained修飾符和__weak修飾符是一樣的。

__unsafe_unretained修飾的變量與__weak有點差別是：在對象被廢棄時，不會被指派為nil。

3.1.4 __autorelease修飾符

用附有__autoreleasing修飾符的變量替代autorelease方法。

前面說到，用alloc/new/copy/mutableCopy以外的方法取得的對象，因為非自己生成并持有，是以自己不是該對象的所有者。

我們自己編寫不以這些開頭的方法時，編譯器會按照規則幫我們在要傳回的對象上調用autorelease方法。

有種情況：

比如NSData中的一個方法：

我們需要聲明一個

NSError *error；

然後把

&error

傳入方法中。

這裡的

(NSError **)errorPtr

，其實等同于

(NSError *  __autoreleasing *)errorPtr

這樣就會把*error加入到自動釋放池中。之是以這樣做，是為了符合記憶體管理的思考方式，作為alloc/new/copy/mutableCopy方法傳回值取得的對象是自己生成并持有的，其他情況下便是取得非自己生成的對象。是以，使用附有__autoreleasing修飾符的變量作為對象取得參數，與除alloc/new/copy/mutableCopy外其他方法的傳回值取得的對象完全一樣，都會注冊到autoreleasepool，并取得非自己生成并持有的對象。

ios程式設計 iOS 記憶體管理 引用計數
上一篇: 實戰 | 手把手教你用Python+OpenCV實作滑塊驗證碼->自動拖動驗證
下一篇: CodeForces 475B Strongly Connected City[想法]

繼續閱讀