如何定位內(nèi)存問題

今天主要講最常見的定位內(nèi)存問題，普遍使用ARC后摧找，開發(fā)者們從手動管理引用計數(shù)中解放出來相寇，但開啟了ARC并不是就不會存在內(nèi)存問題唤衫。
蘋果有句名言：ARC is only for NSObject。在iOS 中使用malloc分配的內(nèi)存佳励，ARC是不會處理的赃承，需要自己進行處理。（如CGPath等）

相關(guān)概念

1.內(nèi)存空間的劃分
一個進程占用的內(nèi)存空間拭嫁，包括5種數(shù)據(jù)區(qū)：
（1）BSS段：通常存放未初始化的全局變量
（2）數(shù)據(jù)段：通常存放已初始化的全局變量
（3）代碼段：存放程序執(zhí)行代碼
（4）堆：存放進程運行中被動態(tài)分配的內(nèi)存段，如OC對象等
（5）棧：由編譯器自動分配釋放浇借，存放函數(shù)參數(shù)怕品，局部變量等

2.內(nèi)存溢出與內(nèi)存泄漏的概念
內(nèi)存溢出 out of memory，是指程序在申請內(nèi)存時闯估，沒有足夠的內(nèi)存空間供其使用吼和，出現(xiàn)out of memory
內(nèi)存泄露 memory leak，是指程序在申請內(nèi)存后尤辱，無法釋放已申請的內(nèi)存空間厢岂。在iOS中一般由循環(huán)引用塔粒、錯用Strong/copy等原因引起筐摘。

一、Analyze-靜態(tài)分析

檢測出的常見的三種泄露
（1）.創(chuàng)建了對象沒有使用圃酵。
（2）.創(chuàng)建了對象馍管，且初始化了，但初始化的值一直沒有讀取過捌锭。
Value store to ‘X’during its initialization is never.
（3）.Potential leak of an object stored into 'XX'* 罗捎。 翻譯一下：XX對象的內(nèi)存單元有潛在的泄露風(fēng)險桨菜。

Analyze.png

/**
 * 創(chuàng)建了對象捉偏，但是并沒有使用泻红。
 * Value Stored to 'XX' is never read
 * 存儲在'XX'里的值從未被讀取過，
 */
- (void)leak1 {
    NSString *str = [NSString string];
    NSNumber *number;
    number = @(str.length);
    /*
     最好的方法是將有關(guān)number的代碼都刪掉承桥，只對number賦值不使用凶异，那干嘛創(chuàng)建出來呢。
    說我們沒有讀取過它剩彬，那就讀取一下喉恋，比如打開下面這句代碼，對它發(fā)送class消息糊肤，就不再會有這個提示了氓鄙。
     這是一個比較常見和典型的錯誤，也很容易檢查出來
     */
    // [number class];
}

/**
 * 創(chuàng)建了一個（指針可變的）對象升酣，且初始化了态罪，但是初始化的值一直沒讀取過。
 * Value Stored to 'str' during its initialization is never read
 */
- (void)leak2 {
    NSString *str = [NSString string]; // 創(chuàng)建并初始化str绩聘，此時已經(jīng)有一個內(nèi)存單元保存str初始化的值
    // NSString *str; // 這樣就內(nèi)存不泄露君纫，因為str是可變的芹彬，只需要先聲明就行。
    // printf("str前 = %p\n",str);
    str = @"ceshi";             // str被改變了会喝，指向了"ceshi"所在的地址，指針改變了枉阵，但之前保存初始化值的內(nèi)存空間還未釋放预茄，保存str初始化值的內(nèi)存單元泄露了。
    // printf("str后 = %p\n",str); // 指針改變了
    [str class];
    
    // 再舉兩個例子拙徽，同理
    NSArray *arr = [NSArray array];
    // printf("arr前 = %p\n",arr);
    // NSArray *arr;            // 這樣就內(nèi)存不泄露
    arr = @[@"1",@"2"];
    // printf("arr后 = %p\n",arr); // 指針改變了
    [arr class];
    
    CGRect rect = self.view.frame;
    // CGRect rect = CGRectZero; // 這樣就內(nèi)存不泄露
    rect = CGRectMake(0, 0, 0, 0);
    NSLog(@"rect = %@",NSStringFromCGRect(rect));
}

/**
 * 調(diào)用了讓某個對象引用計數(shù)加1的函數(shù)诗宣，但沒有調(diào)用相應(yīng)讓其引用計數(shù)減1的函數(shù)召庞。
 * Potential leak of an object stored into 'subImageRef'
 * subImageRef對象的內(nèi)存單元有潛在的泄露風(fēng)險
 */
- (void)leak3 {
    CGRect rect = CGRectMake(0, 0, 50, 50);
    UIImage *image;
    CGImageRef subImageRef = CGImageCreateWithImageInRect(image.CGImage, rect); // subImageRef 引用計數(shù) + 1;
    UIImage* smallImage = [UIImage imageWithCGImage:subImageRef];
    // 應(yīng)該調(diào)用對應(yīng)的函數(shù)，讓subImageRef的引用計數(shù)減1,就不會泄露了
    // CGImageRelease(subImageRef);
    [smallImage class];
    UIGraphicsEndImageContext();
    
    例子二：
        CTFontRef fontRef = CTFontCreateWithName((__bridge CFStringRef)_font.fontName, _font.pointSize, NULL);
[_string addAttributes:[NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:(__bridge NSObject*)fontRef, (NSString*)kCTFontAttributeName, nil]
                 range:NSMakeRange(0, [_string length])];

CGColorRef colorRef = _textColor.CGColor;
[_string addAttributes:[NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:(__bridge NSObject*)colorRef,(NSString*)kCTForegroundColorAttributeName, nil]
                 range:NSMakeRange(0, [_string length])];
                 
    // 應(yīng)該調(diào)用對應(yīng)的函數(shù)忘古，讓subImageRef的引用計數(shù)減1,就不會泄露了
    //  CFRelease(fontRef);
        
}

二存皂、Allocations

**Allocations是檢測程序運行過程中的內(nèi)存分配情況的逢艘。模板中一個叫(分配)Allocations骤菠，以及一個被稱為VM Tracker(虛擬機跟蹤)商乎。Allocations可以幫助我們查看全局內(nèi)存使用情況(Overall Memory Use): 從全局的角度監(jiān)測應(yīng)用程序的內(nèi)存使用情況，捕捉非預(yù)期的或大幅度的內(nèi)存增長鹉戚。
**

1.檢測內(nèi)存不合理引用
重復(fù)操作內(nèi)存是否持續(xù)增長抹凳，每次操作后，點擊mark generations button失都，會設(shè)置一個flag，然后查看每個迭代的詳細(xì)數(shù)據(jù)

Allocations.png

2.選擇Detail的Allocation List咳焚，可以查看截取的某一時間段內(nèi)的內(nèi)存分配情況

3.選擇Call Tree 右側(cè)設(shè)置

settings

Separate by Thread: 每個線程應(yīng)該分開考慮革半。只有這樣你才能揪出那些大量占用CPU的"重"線程
Invert Call Tree: 從上倒下跟蹤堆棧,這意味著你看到的表中的方法,將已從第0幀開始取樣,這通常你是想要的,只有這樣你才能看到CPU中話費時間最深的方法.也就是說FuncA{FunB{FunC}} 勾選此項后堆棧以C->B-A 把調(diào)用層級最深的C顯示在最外面
Hide System Libraries: 勾選此項你會顯示你app的代碼,這是非常有用的. 因為通常你只關(guān)心cpu花在自己代碼上的時間不是系統(tǒng)上的
Flatten Recursion: 遞歸函數(shù), 每個堆棧跟蹤一個條目

三流码、檢測內(nèi)存泄漏 Leaks

內(nèi)存泄漏使用Leaks檢測,如果對象發(fā)生內(nèi)存泄漏旅掂，detail panel 中會看到對象的retain release歷史記錄，如果非對象發(fā)生內(nèi)存泄漏觉阅，就會看到malloc和free的調(diào)用歷史秘车。

1.選中Leaks Checks,在Details所在欄中選擇CallTree

leak1

2.Call Tree會給我們大概的位置叮趴，有時候會給我們精確的位置,選中出現(xiàn)內(nèi)存泄漏的區(qū)域，縮小范圍眯亦，篩選數(shù)據(jù)妻率。

leak2

3.且在右下 Display Settings 中勾選 Invert Call Tree 和 Hide System Libraries 或其他選項可以過濾顯示的數(shù)據(jù)。

leak3

4.在導(dǎo)航欄的篩選框中走净，我們可以輸入關(guān)鍵字來篩選數(shù)據(jù)伏伯。

leak4

四捌袜、 查找野指針 Zombies

在開啟ARC后琢蛤，可以很大程度上避免產(chǎn)生EXC_BAD_ACCESS錯誤抛虏，但也是有出現(xiàn)可能的套才，比如非NSObject對象的產(chǎn)生的野指針。

1.使用Zombies工具沸毁，啟動Zombies后在內(nèi)部設(shè)置了NSZombieEnabled為True傻寂。
啟用了NSZombieEnabled的話，它會用一個僵尸來替換默認(rèn)的dealloc實現(xiàn)搂誉，也就是在引用計數(shù)降到0時静檬，該僵尸實現(xiàn)會將該對象轉(zhuǎn)換成僵尸對象。僵尸對象的作用是在你向它發(fā)送消息時侮腹，就不會向之前那樣Crash或者產(chǎn)生 一個難以理解的行為稻励，而是放出一個錯誤消息望抽，它會顯示一段日志并自動跳入調(diào)試器， 因此我們就可以找到具體或者大概是哪個對象被錯誤的釋放了煤篙。
基本上通過查看Zombies工具給出的信息找出錯誤代碼行是比較簡單的舰蟆，Zombies也只有在產(chǎn)生EXC_BAD_ACCESS錯誤時才有用狸棍。

zombies

2.XCode也提供了手動設(shè)置NSZombieEnabled環(huán)境變量的方法草戈，不過設(shè)置NSZombieEnabled為True后，會導(dǎo)致內(nèi)存占用的增長丙猬，同時會影響Leaks工具的調(diào)試，這是因為設(shè)置NSZombieEnabled會用僵尸對象來代替已釋放對象庭瑰。

Zombies

相關(guān)文檔：[iOS開發(fā)之性能調(diào)試Instruments（一）]（http://www.reibang.com/p/8dfc477e9d70e/)