2014-07-26 17:10 by KenshinCui, 17317 閱讀, 6 評論, 收藏, 編輯
我們知 道在程序運(yùn)行過程中要創(chuàng)建大量的對象，和其他高級語言類似，在ObjC中對象時存儲在堆中的，系統(tǒng)并不會自動釋放堆中的內(nèi)存（注意基本類型是由系統(tǒng)自己管 理的，放在棧上）。如果一個對象創(chuàng)建并使用后沒有得到及時釋放那么就會占用大量內(nèi)存。其他高級語言如C#、java都是通過垃圾回收來（GC）解決這個問 題的，但在OjbC中并沒有類似的垃圾回收機(jī)制，因此它的內(nèi)存管理就需要由開發(fā)人員手動維護(hù)。今天將著重介紹ObjC內(nèi)存管理：(原文地址：http://m.survivalescaperooms.com/kenshincui/p/3870325.html)
在 Xcode4.2及之后的版本中由于引入了ARC（Automatic Reference Counting）機(jī)制,程序編譯時Xcode可以自動給你的代碼添加內(nèi)存釋放代碼，如果編寫手動釋放代碼Xcode會報錯，因此在今天的內(nèi)容中如果你使 用的是Xcode4.2之后的版本（相信現(xiàn)在大部分朋友用的版本都比這個要高），必須手動關(guān)閉ARC，這樣才有助于你理解ObjC的內(nèi)存回收機(jī)制。
ObjC 中的內(nèi)存管理機(jī)制跟C語言中指針的內(nèi)容是同樣重要的，要開發(fā)一個程序并不難，但是優(yōu)秀的程序則更測重于內(nèi)存管理，它們往往占用內(nèi)存更少，運(yùn)行更加流暢。雖 然在新版Xcode引入了ARC，但是很多時候它并不能完全解決你的問題。在Xcode中關(guān)閉ARC：項目屬性—Build Settings--搜索“garbage”找到Objective-C Automatic Reference Counting設(shè)置為No即可。
我 們都知道在C#、Java中都有GC在自動管理內(nèi)存，當(dāng)我們實例化一個對象之后通常會有一個變量來引用這個對象（變量中存儲對象地址），當(dāng)這個引用變量不 再使用之后（也就是不再引用這個對象）此時GC就會自動回收這個對象，簡單的說就是：當(dāng)一個對象沒有任何變量引用的時候就會被回收。
例如下面的C#代碼片段
using System;namespace GC{ class PRogram { private static void Test() { object o=new object(); } static void Main(string[] args) { Test(); } }}上面是一段C#代碼，在Test()方法中，通過new Object()創(chuàng)建了一個對象，o是一個對象的引用（存儲了對象的地址），它是一個局部變量，作用范圍就是Test()方法內(nèi)部。
當(dāng)執(zhí)行完Test()方法之后o就會被釋放，此時由于沒有變量在引用new Object()這個對象，因此GC會自動回收這個對象所占用的空間。
但是在ObjC中沒有垃圾回收機(jī)制，那么ObjC中內(nèi)存又是如何管理的呢？其實在ObjC中內(nèi)存的管理是依賴對象引用計數(shù)器來進(jìn)行的：在ObjC中 每個對象內(nèi)部都有一個與之對應(yīng)的整數(shù)（retainCount），叫“引用計數(shù)器”，當(dāng)一個對象在創(chuàng)建之后它的引用計數(shù)器為1，當(dāng)調(diào)用這個對象的 alloc、retain、new、copy方法之后引用計數(shù)器自動在原來的基礎(chǔ)上加1（ObjC中調(diào)用一個對象的方法就是給這個對象發(fā)送一個消息），當(dāng) 調(diào)用這個對象的release方法之后它的引用計數(shù)器減1，如果一個對象的引用計數(shù)器為0，則系統(tǒng)會自動調(diào)用這個對象的dealloc方法來銷毀這個對 象。
下面通過一個簡單的例子看一下引用計數(shù)器的知識：
Person.h
//// Person.h// MemoryManage//// Kenshin Cui on 14-2-15.// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.//#import <Foundation/Foundation.h>@interface Person : NSObject#pragma mark - 屬性@property (nonatomic,copy) NSString *name;@property (nonatomic,assign) int age;@endPerson.m
//// Person.m// MemoryManage//// Kenshin Cui on 14-2-15.// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.//#import "Person.h"@implementation Person#pragma mark - 覆蓋方法#pragma mark 重寫dealloc方法，在這個方法中通常進(jìn)行對象釋放操作-(void)dealloc{ NSLog(@"Invoke Person's dealloc method."); [super dealloc];//注意最后一定要調(diào)用父類的dealloc方法（兩個目的：一是父類可能有其他引用對象需要釋放；二是：當(dāng)前對象真正的釋放操作是在super的dealloc中完成的）}@endmain.m
//// main.m// MemoryManage//// Created by Kenshin Cui on 14-2-15.// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.//#import <Foundation/Foundation.h>#import "Person.h"void Test1(){ Person *p=[[Person alloc]init]; //調(diào)用alloc，引用計數(shù)器+1 p.name=@"Kenshin"; p.age=28; NSLog(@"retainCount=%lu",[p retainCount]); //結(jié)果：retainCount=1 [p release]; //結(jié)果：Invoke Person's dealloc method. //上面調(diào)用過release方法，p指向的對象就會被銷毀，但是此時變量p中還存放著Person對象的地址， //如果不設(shè)置p=nil，則p就是一個野指針，它指向的內(nèi)存已經(jīng)不屬于這個程序，因此是很危險的 p=nil; //如果不設(shè)置p=nil，此時如果再調(diào)用對象release會報錯，但是如果此時p已經(jīng)是空指針了， //則在ObjC中給空指針發(fā)送消息是不會報錯的 [p release];}void Test2(){ Person *p=[[Person alloc]init]; p.name=@"Kenshin"; p.age=28; NSLog(@"retainCount=%lu",[p retainCount]); //結(jié)果：retainCount=1 [p retain];//引用計數(shù)器+1 NSLog(@"retainCount=%lu",[p retainCount]); //結(jié)果：retainCount=2 [p release];//調(diào)用1次release引用計數(shù)器-1 NSLog(@"retainCount=%lu",[p retainCount]); //結(jié)果：retainCount=1 [p release]; //結(jié)果：Invoke Person's dealloc method. p=nil;}int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { Test1(); } return 0;}在上面的代碼中我們可以通過dealloc方法來查看是否一個對象已經(jīng)被回收，如果沒有被回收則有可能造成內(nèi)存泄露。如果一個對象被釋放之后，那么 最后引用它的變量我們手動設(shè)置為nil，否則可能造成野指針錯誤，而且需要注意在ObjC中給空對象發(fā)送消息是不會引起錯誤的。
野指針錯誤形式在Xcode中通常表現(xiàn)為：Thread 1：EXC_BAD_access(code=EXC_I386_GPFLT)錯誤。因為你訪問了一塊已經(jīng)不屬于你的內(nèi)存。
手動管理內(nèi)存有時候并不容易，因為對象的引用有時候是錯綜復(fù)雜的，對象之間可能互相交叉引用，此時需要遵循一個法則：誰創(chuàng)建，誰釋放。
假設(shè)現(xiàn)在有一個人員Person類，每個Person可能會購買一輛汽車Car，通常情況下購買汽車這個活動我們可能會單獨(dú)抽取到一個方法中，同時買車的過程中我們可能會多看幾輛來最終確定理想的車，現(xiàn)在我們的代碼如下：
Car.h
//// Car.h// MemoryManage//// Created by Kenshin Cui on 14-2-15.// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.//#import <Foundation/Foundation.h>@interface Car : NSObject#pragma mark - 屬性#pragma mark 車牌號@property (nonatomic,copy) NSString *no;#pragma mark - 公共方法#pragma mark 運(yùn)行方法-(void)run;@endCar.m
//// Car.m// MemoryManage//// Created by Kenshin Cui on 14-2-15.// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.//#import "Car.h"@implementation Car#pragma mark - 公共方法#pragma mark 運(yùn)行方法-(void)run{ NSLog(@"Car(%@) run.",self.no);}#pragma mark - 覆蓋方法#pragma mark 重寫dealloc方法-(void)dealloc{ NSLog(@"Invoke Car(%@) dealloc method.",self.no); [super dealloc];}@endPerson.h
//// Person.h// MemoryManage//// Created by Kenshin Cui on 14-2-15.// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.//#import <Foundation/Foundation.h>@class Car;@interface Person : NSObject{ Car *_car;}#pragma mark - 屬性#pragma mark 姓名@property (nonatomic,copy) NSString *name;#pragma mark - 公共方法#pragma mark Car屬性的set方法-(void)setCar:(Car *)car;#pragma mark Car屬性的get方法-(Car *)car;@endPerson.m
//// Person.m// MemoryManage//// Created by Kenshin Cui on 14-2-15.// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.//#import "Person.h"#import "Car.h"@implementation Person#pragma mark - 公共方法#pragma mark Car屬性的set方法-(void)setCar:(Car *)car{ if (_car!=car) { //首先判斷要賦值的變量和當(dāng)前成員變量是不是同一個變量 [_car release]; //釋放之前的對象 _car=[car retain];//賦值時重新retain }}#pragma mark Car屬性的get方法-(Car *)car{ return _car;}#pragma mark - 覆蓋方法#pragma mark 重寫dealloc方法-(void)dealloc{ NSLog(@"Invoke Person(%@) dealloc method.",self.name); [_car release];//在此釋放對象，即使沒有賦值過由于空指針也不會出錯 [super dealloc];}@endmain.m
//// main.m// MemoryManage//// Created by Kenshin Cui on 14-2-15.// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.//#import <Foundation/Foundation.h>#import "Person.h"#import "Car.h"void getCar(Person *p){ Car *car1=[[Car alloc]init]; car1.no=@"888888"; p.car=car1; NSLog(@"retainCount(p)=%lu",[p retainCount]); Car *car2=[[Car alloc]init]; car2.no=@"666666"; [car1 release]; car1=nil; [car2 release]; car2=nil;}int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { Person *p=[[Person alloc]init]; p.name=@"Kenshin"; getCar(p); [p.car run]; [p release]; p=nil; } return 0;}程序運(yùn)行結(jié)果：
從運(yùn)行結(jié)果來看創(chuàng)建的三個對象p、car1、car2都被回收了，而且[p.car run]也能順利運(yùn)行，已經(jīng)達(dá)到了我們的需求。但是這里需要重點(diǎn)解釋一下setCar方法的實現(xiàn),setCar方法中為什么沒有寫成如下形式：
-(void)setCar:(Car *)car{ _car=car;}前面在我們說到屬性的定義時不是都采用的這種方式嗎？
根據(jù)前面說到的內(nèi)存釋放原則，getCar方法完全符合，在這個方法中定義的兩個對象car1、car2也都是在這個方法中釋放的，包括main函 數(shù)中的p對象也是在main函數(shù)中定義和釋放的。但是如果發(fā)現(xiàn)調(diào)用完getCar方法之后緊接著調(diào)用了汽車的run方法，當(dāng)然這在程序設(shè)計和開發(fā)過程中應(yīng) 該是再普通不過的設(shè)計了。如果setCar寫成“_car=car”的形式，當(dāng)調(diào)用完getCar方法后，人員的car屬性被釋放了，此時調(diào)用run方法 是會報錯的（大家自己可以試試）。但是如下的方式卻不會有問題：
-(void)setCar:(Car *)car{ if (_car!=car) { //首先判斷要賦值的變量和當(dāng)前成員變量是不是同一個變量 [_car release]; //釋放之前的對象 _car=[car retain];//賦值時重新retain }}因為在這個方法中我們通過[car retain]保證每次屬性賦值的時候?qū)ο笠糜嫈?shù)器+1,這樣一來調(diào)用過getCar方法可以保證人員的car屬性不會被釋放，其次為了保證上一次的賦 值對象（car1）能夠正常釋放，我們在賦新值之前對原有的值進(jìn)行release操作。最后在Person的dealloc方法中對_car進(jìn)行一次 release操作（因為setCar中做了一次retain操作）保證_car能正常回收。
像上面這樣編寫setCar方法的情況是比較多的，那么如何使用@property進(jìn)行自動實現(xiàn)呢？答案就是使用屬性參數(shù)，例如上面car屬性的setter方法，可以通過@property定義如下：
@property (nonatomic,retain) Car *car;你會發(fā)現(xiàn)此刻我們不必手動實現(xiàn)car的getter、setter方法程序仍然沒有內(nèi)存泄露。其實大家也應(yīng)該都已經(jīng)看到前面Person的name屬性定義的時候我們同樣加上了（nonatomic,copy）參數(shù)，這些參數(shù)到底是什么意思呢？
@property的參數(shù)分為三類，也就是說參數(shù)最多可以有三個，中間用逗號分隔，每類參數(shù)可以從上表三類參數(shù)中人選一個。如果不進(jìn)行設(shè)置或者只設(shè)置其中一類參數(shù)，程序會使用三類中的各個默認(rèn)參數(shù)，默認(rèn)參數(shù)：(atomic,readwrite,assign)
一般情況下如果在多線程開發(fā)中一個屬性可能會被兩個及兩個以上的線程同時訪問，此時可以考慮atomic屬性，否則建議使用nonatomic，不 加鎖，效率較高；readwirte方法會生成getter、setter兩個方法，如果使用readonly則只生成getter方法；關(guān)于set方法 處理需要特別說明，假設(shè)我們定義一個屬性a，這里列出三種方式的生成代碼：
assign，用于基本數(shù)據(jù)類型
-(void)setA:(int)a{ _a=a;}retain，通常用于非字符串對象
-(void)setA:(Car *)a{ if(_a!=a){ [_a release]; _a=[a retain]; }}copy，通常用于字符串對象
-(void)setA:(NSString *)a{ if(_a!=a){ [_a release]; _a=[a copy]; }}在ObjC中也有一種內(nèi)存自動釋放的機(jī)制叫做“自動引用計數(shù)”（或“自動釋放池”），與C#、Java不同的是，這只是一種半自動的機(jī)制，有些操作 還是需要我們手動設(shè)置的。自動內(nèi)存釋放使用@autoreleasepool關(guān)鍵字聲明一個代碼塊，如果一個對象在初始化時調(diào)用了autorelase方 法，那么當(dāng)代碼塊執(zhí)行完之后，在塊中調(diào)用過autorelease方法的對象都會自動調(diào)用一次release方法。這樣一來就起到了自動釋放的作用，同時 對象的銷毀過程也得到了延遲（統(tǒng)一調(diào)用release方法）。看下面的代碼：
Person.h
//// Person.h// MemoryManage//// Created by Kenshin Cui on 14-2-15.// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.//#import <Foundation/Foundation.h>@interface Person : NSObject#pragma mark - 屬性#pragma mark 姓名@property (nonatomic,copy) NSString *name;#pragma mark - 公共方法#pragma mark 帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)-(Person *)initWithName:(NSString *)name;#pragma mark 取得一個對象（靜態(tài)方法）+(Person *)personWithName:(NSString *)name;@endPerson.m
//// Person.m// MemoryManage//// Created by Kenshin Cui on 14-2-15.// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.//#import "Person.h"@implementation Person#pragma mark - 公共方法#pragma mark 帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)-(Person *)initWithName:(NSString *)name{ if(self=[super init]){ self.name=name; } return self;}#pragma mark 取得一個對象（靜態(tài)方法）+(Person *)personWithName:(NSString *)name{ Person *p=[[[Person alloc]initWithName:name] autorelease];//注意這里調(diào)用了autorelease return p;}#pragma mark - 覆蓋方法#pragma mark 重寫dealloc方法-(void)dealloc{ NSLog(@"Invoke Person(%@) dealloc method.",self.name); [super dealloc];}@endmain.m
//// main.m// MemoryManage//// Created by Kenshin Cui on 14-2-15.// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.//#import <Foundation/Foundation.h>#import "Person.h"int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { Person *person1=[[Person alloc]init]; [person1 autorelease];//調(diào)用了autorelease方法后面就不需要手動調(diào)用release方法了 person1.name=@"Kenshin";//由于autorelease是延遲釋放，所以這里仍然可以使用person1 Person *person2=[[[Person alloc]initWithName:@"Kaoru"] autorelease];//調(diào)用了autorelease方法 Person *person3=[Person personWithName:@"rosa"];//內(nèi)部已經(jīng)調(diào)用了autorelease，所以不需要手動釋放，這也符合內(nèi)存管理原則，因為這里并沒有alloc所以不需要release或者autorelease Person *person4=[Person personWithName:@"jack"]; [person4 retain]; } /*結(jié)果： Invoke Person(rosa) dealloc method. Invoke Person(Kaoru) dealloc method. Invoke Person(Kenshin) dealloc method. */ return 0;}當(dāng)上面@autoreleaespool代碼塊執(zhí)行完之后，三個對象都得到了釋放，但是person4并沒有釋放，原因很簡單，由于我們手動 retain了一次，當(dāng)自動釋放池釋放后調(diào)用四個對的release方法，當(dāng)調(diào)用完person4的release之后它的引用計數(shù)器為1，所有它并沒有 釋放（這是一個反例，會造成內(nèi)存泄露）；autorelase方法將一個對象的內(nèi)存釋放延遲到了自動釋放池銷毀的時候，因此上面person1，調(diào)用完 autorelase之后它還存在，因此給name賦值不會有任何問題；在ObjC中通常如果一個靜態(tài)方法返回一個對象本身的話，在靜態(tài)方法中我們需要調(diào) 用autorelease方法，因為按照內(nèi)存釋放原則，在外部使用時不會進(jìn)行alloc操作也就不需要再調(diào)用release或者autorelase，所 以這個操作需要放到靜態(tài)方法內(nèi)部完成。
對于自動內(nèi)存釋放簡單總結(jié)一下：
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