初學者在學習Objective-c的時候,很容易在內存管理這一部分陷入混亂狀態,很大一部分原因是沒有弄清楚引用計數的原理,搞不明白對象的引用數量,這樣就當然無法徹底釋放對象的內存了,蘋果官方文檔在內存管理這一部分說的非常簡單,只有三條準則:
如果在寫代碼的時候遵守這些準則,可以避免內存泄露,但是如果僅靠對這些準則的“記憶”來寫代碼的話,恐怕自己心里都不會有底,一旦遇到問題分析問題的時候很難從根本上找到問題出現的原因,本文分享了自己在理解引用計數時的分析過程,結合相關圖形,希望能讓大家深刻理解對象引用計數的原理。
當前對象的引用計數是多少呢?
為什么要提出這個問題,因為很多人會搞混對象的指針數量與引用數量的關系,不理解這個問題就弄不明白對象的引用計數到底為多少,當然就無法正確釋放內存了。在說這個之前先簡單了解一下堆內存與棧內存的概念,
變量名實際上是一個符號地址,在對程序編譯連接時由系統給每一個變量名分配一個內存地址。在程序中從變量中取值,實際上是通過變量名找到相應的內存地址,從其存儲單元中讀取數據。指針是一個特殊的變量,因為它存放的是一個變量的地址。如下圖所示:

上面這個內存模型相信大家都知道,指針與對象存在一個間接(指向)的關系,因此當指針指向一個對象的時候,很多人就會覺得這個指針引用到了該對象,進而就認為當指針指向一個對象的時候,該對象的引用計數就會加1,這種理解是一種感性的理解。實際上對于一個對象來說,它是不知道指向它的指針有多少個的,它的釋放僅僅依靠的是引用計數,那么什么是引用計數呢?在objective-c中,大部分對象都繼承于NSObject,NSObject包含一個用來保存引用數量的字段retainCount,說白了該字段就是引用計數,NSObject類的部分定義如下:- (id)retain;
- (oneway void)release;
- (id)autorelease;
- (NSUInteger)retainCount;- (NSString *)description;
因此,為了便于理解,我們可以把NSObject簡化為如下模型:

對象能否釋放就是判斷其引用次數是否為零,也就是判斷該對象的retainCount字段是否等于0,而指向該對象指針數量跟該對象retainCount字段的值并沒有關系,因此指針數量并不等于引用數量,當指針指向該對象的時候,僅僅是給該指針變量賦值了,并沒有修改對象的retainCount值,因此,指針指向一個對象的時候,該對象的引用計數是沒有改變的。
以上面那段代碼為例,我們調用Test對象的new方法的時候,會自動將retainCount的值設置為1,當我們將test1賦值給test2的時候,只是一個指針賦值,并沒有修改對象的retainCount值,所以引用計數不變,依舊為1。
測試用例:
1 Engine *engine1 = [Engine new]; 2 NSLog(@"通過new消息創建對象engine1:"); 3 //輸出engine1指針地址 4 NSLog(@"engine1 address is %p.",engine1); 5 //輸出engine1的retainCount 6 NSLog(@"engine1 retainCount is %lu",(unsigned long)[engine1 retainCount]); 7 8 Engine *engine2 = engine1; 9 NSLog(@"將指針engine1復制給指針engine2:");10 //輸出engine2指針地址11 NSLog(@"engine2 address is %p.",engine2);12 //輸出engine1的retainCount13 NSLog(@"engine1 retainCount is %lu",(unsigned long)[engine1 retainCount]);14 //輸出engine2的retainCount15 NSLog(@"engine2 retainCount is %lu",(unsigned long)[engine2 retainCount]);16 17 Engine *engine3 = [engine1 retain];18 NSLog(@"通過retain消息獲得對象engine3:");19 //輸出engine3指針地址20 NSLog(@"engine3 address is %p.",engine3);21 //輸出engine1的retainCount22 NSLog(@"engine1 retainCount is %lu",(unsigned long)[engine1 retainCount]);23 //輸出engine2的retainCount24 NSLog(@"engine2 retainCount is %lu",(unsigned long)[engine2 retainCount]);25 //輸出engine3的retainCount26 NSLog(@"engine3 retainCount is %lu",(unsigned long)[engine3 retainCount]);27 28 [engine2 release];29 NSLog(@"給對象engine2發送消息release");30 NSLog(@"engine2 address is %p.",engine2);31 NSLog(@"engine2 retainCount is %lu.",(unsigned long)[engine2 retainCount]);
輸出結果如下:

從上面的輸出結果可以得出以下幾點結論:
因為這里需要輸出引用計數,就沒有采用ARC,所以會有一個小問題,那就是當退出局部環境的時候,即使局部指針所指向的對象已被銷毀,局部指針變量的值仍然沒有改變,因此需要手動賦值為nil。如果采用ARC的話,會自動回收內存并將指針賦值為nil。
不管是直接通過指針賦值還是通過retain或者copy來保留對象,都會增加指向對象的指針數量,這些指針都指向同一塊內存地址,因為對象所分配的內存地址是不變的。
指向對象的指針的多少跟引用計數沒有任何關系,但是通過retain、copy或release可以改變對象的引用計數。
僅當引用計數為0時才會釋放對象占用的內存空間。
哎,真是“落花有意流水無情”啊,哪怕再多的指針“愛上對象”,人家這輩子卻也只認引用計數。
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