前言
通過這段時間的學習沧奴，對Objective-C的內(nèi)存管理知識做一個總結奕污。分享給大家，如有理解錯誤的地方吞鸭，還望多指正寺董。
總結從以下幾個方面來說明:
- 引用計數(shù)器
- ARC(Automatic Reference Counting):自動引用計數(shù)
- 循環(huán)引用問題
- 自動釋放池
autorelease pool
正文
1 引用計數(shù)器
1.理解引用計數(shù)器
說到引用計數(shù)器，有著iOS開發(fā)經(jīng)驗的同行一定知道刻剥，Objective-C語言內(nèi)存管理的核心就是引用計數(shù)器遮咖。
簡單來說，每個OC對象都有一個引用計數(shù)器造虏，如果想使某個對象繼續(xù)存在內(nèi)存中御吞，那就使其引用計數(shù)增加1，如果該對象使用結束漓藕，我們不希望它繼續(xù)存在于內(nèi)存中陶珠，那就使其引用計數(shù)減少1(，當該對象的引用計數(shù)等于0時候享钞，系統(tǒng)收回該對象的內(nèi)存揍诽。
- 引用計數(shù)器的工作原理
NSObject協(xié)議下聲明了一下三個方法用于操作引用計數(shù)器：
-
retain遞增引用計數(shù)； -
release遞減引用計數(shù)栗竖； -
autorelease待稍后清理引用釋放池時暑脆，再遞減引用計數(shù)。
查看當前引用計數(shù)的方法是retainCount狐肢，[obj retainCount]添吗。
對象創(chuàng)建出來的時候，其引用計數(shù)至少為1份名。若想讓它繼續(xù)存活碟联，則調用retain方法，若該對象不再被使用僵腺，則調用release或者autorelease方法鲤孵。當引用計數(shù)為0時候，該對象占用的內(nèi)存將會被回收辰如。引用計數(shù)器的工作原理大概如此普监。
2 ARC(Automatic Reference Counting):自動引用計數(shù)
- 自動引用計數(shù)(ARC)的理解
在ARC出現(xiàn)前，開發(fā)者使用引用計數(shù)需要記住何時使用retain、release和autorelease鹰椒，而ARC的誕生就是為了解決這個問題。ARC省去了開發(fā)者在代碼中調用retain呕童、release和autorelease精力漆际，取代了開發(fā)者內(nèi)存管理的工作。 - ARC的工作原理
Xcode的Clang編譯器帶有一個靜態(tài)分析器夺饲，用于檢測程序中引用計數(shù)有問題的地方奸汇。例如：
if (true) {
id obj = [[SomeClass alloc] init];
[obj doSometing];
}
這段代碼在MRC環(huán)境下就會出問題，因為if條件外obj沒有被釋放娶靡，此處會發(fā)生內(nèi)存泄漏璧微。靜態(tài)分析器做的就是檢測這樣的錯誤奈应。
既然靜態(tài)分析器可以做到這些，那么可以應用這個功能贯涎，提前在程序中加入retain、release等操作慢洋。ARC的工作原理塘雳，就是使用了這一功能。
在ARC下普筹，代碼經(jīng)過編譯后败明，會自動為源代碼添加上相對應的操作。所以在ARC下太防，retain,release,autorelease都是不允許被使用的妻顶，否則會產(chǎn)生編譯錯誤。
3.ARC的一些tips
- ARC在調用
retain,release,autorelease方法的時候蜒车，并不走Objctive-C的消息派發(fā)機制讳嘱，而是直接調用底層的C語言方法。這樣做提升了性能醇王，也是retain,release,autorelease方法不能被重寫的原因呢燥。 - OC語法有非常嚴格的命名規(guī)則，以下列單詞開頭的方法名：
newalloccopymutableCopy寓娩。若方法返回對象叛氨，則ARC不會為返回的對象加上autorelease,否則會在返回對象前為其加上autorelease。 - 除了自動的調用
retain,release,autorelease之外棘伴，ARC還能夠把互相抵消的retain,release,autorelease操作簡化寞埠。若某個對象上重復多次的進行了‘retain’和‘release’操作，那么ARC有時可以成對的抵消這兩個操作焊夸。 - ARC也包含運行期組件仁连。當它檢測到某方法返回對象前，為其執(zhí)行了
autorelease操作，之后該對象還要執(zhí)行retain操作饭冬，那ARC就會刪除這一對操作使鹅。具體方式為，在返回對象前昌抠，不直接調用autorelease方法患朱，而是調用objc_autoreleaseReturnValue函數(shù)，此函數(shù)會檢測當前方法返回之后即將要執(zhí)行的代碼炊苫，若發(fā)現(xiàn)那段代碼要在返回對象上執(zhí)行retain操作裁厅，則設立一個flag不再執(zhí)行原有的autorelease操作。同理侨艾，若方法返回一個自動釋放的對象执虹，而該對象需要被保留，那么不直接執(zhí)行retain唠梨，而是改為執(zhí)行objc_retainAutoreleasedReturnValue函數(shù)袋励，此函數(shù)檢測剛才設立的那個flag，若已經(jīng)設置姻成，則不執(zhí)行retain操作插龄。
objc_autoreleaseReturnValue和objc_retainAutoreleasedReturnValue兩個函數(shù)的實現(xiàn)必須通過查看機器碼指令才可以判斷，所以是由編譯器的開發(fā)者完成的科展。 - 用以下修飾符修飾變量時的一些語義：
__strong:默認語義均牢，保留此值；
__unsafe_unretained：不保留此值才睹；
__weak：不保留此值徘跪，但是變量可以安全使用，如果系統(tǒng)回收了該對象琅攘，那么這個變量也會被自動清空垮庐；
__autoreleasing:在方法調用時，使用這個修飾參數(shù)值坞琴，在方法返回后哨查，該值自動釋放。 - ARC環(huán)境下剧辐，當對象被回收時寒亥，實例變量的回收問題:ARC會使用
Objctive-C++的一項特性來清理實例變量∮兀回收Objective-C++對象時溉奕，待回收對象會調用所有C++對象的析構函數(shù)。編譯器如果發(fā)現(xiàn)某個對象有C++對象忍啤，就會生成名為.cxx_destruct的方法加勤。ARC借助此特性，在該方法中生成清理內(nèi)存所需要的代碼。 -
CoreFoundation對象需要手動管理內(nèi)存鳄梅，不歸ARC管理叠国，開發(fā)者必須自己調動CFRetain/CFRelease。
3 循環(huán)引用問題
- 循環(huán)引用的理解
如果A對象強引用了B對象戴尸，而B對象也強引用了A對象煎饼，這就是最簡單的循環(huán)引用，兩個對象間的互相引用校赤。當系統(tǒng)要回收對象A時，由于A引用了對象B筒溃，所以對象B也需要被釋放马篮，而此時B又強引用了A，如此一來怜奖，兩個對象都不能夠釋放浑测，繼續(xù)存活于內(nèi)存中，就會出現(xiàn)內(nèi)存泄漏歪玲。這就是循環(huán)引用的問題迁央。 - 循環(huán)引用問題的解決
解決循環(huán)引用問題的最佳方式就是 弱引用。用unsafe_unretained或者weak修飾屬性滥崩。在語義上unsafe_unretained和assign等價岖圈，區(qū)別于assign用于修飾通用類型的屬性，比如int,float和結構體等钙皮，而unsafe_unretained用于修飾對象蜂科。
例如對象A強引用了對象B，那么對象B如果弱引用了對象A短条，就不會出現(xiàn)以上的問題导匣。當系統(tǒng)回收對象A時，對象B會被回收茸时，而B對A的弱引用不會造成循環(huán)引用贡定，所以不會出現(xiàn)內(nèi)存泄漏的問題。
weak等價于unsafe_unretained可都，它們的不同主要表現(xiàn)在被修飾的屬性被釋放后的行為不同缓待。當用unsafe_unretained修飾的屬性被回收后，該屬性任然指向那個被回收的屬性汹粤，而weak則指向nil命斧。使用weak會使程序更加安全一些。 -
block使用中的循環(huán)引用問題
這個問題在很多的技術文章中被提到過嘱兼，這里也做個簡單的說明国葬。
例如:
//DemoViewController.m
@interface DemoViewController ()
@property (nonatomic, copy) void (^testBlock) (void);
@end
@implementation DemoViewController
...
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
[self test];
}
- (void)test {
self.testBlock = ^(){
[self doSometing];
}
}
...
@end
以上這段代碼，由于testBlock塊中捕獲了self,所以testBlock強引用了self,而同時self強引用著testBlock，如此就形成了循環(huán)引用汇四，有內(nèi)存泄漏的風險接奈。
打破這種保留的方式很簡單，使用__weak定義一個新的weakSelf供testBlock捕獲通孽。如下：
//DemoViewController.m
@interface DemoViewController ()
@property (nonatomic, copy) void (^testBlock) (void);
@end
@implementation DemoViewController
...
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
[self test];
}
- (void)test {
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.testBlock = ^(){
[weakSelf doSometing];
}
}
...
@end
關于block的知識點總結序宦，會在后面整理一份。
4 自動釋放池autorelease pool
- 自動釋放池的認識
在ARC中背苦，自動釋放池(autorelease pool)是一項重要的特性互捌。
當某個對象調用release時，會理解遞減引用計數(shù)retainCount行剂。如果換做調用autorelease,則對象會被加入autorelease pool中秕噪，當清空自動釋放池autorelease pool時，會向其中的對象發(fā)送release消息厚宰。 - 自動釋放池的使用
使用自動釋放池的語法如下:
//使用語法
@autoreleasepool{
//...
}
一般情況下腌巾，系統(tǒng)創(chuàng)建的主線程或者GCD機制中的線程，都會默認創(chuàng)建自己的自動釋放池铲觉，每次執(zhí)行 事件循環(huán) 時澈蝙，就會將其清空。因此撵幽，不需要自己來創(chuàng)建 自動釋放池塊灯荧。
應用程序的入口int main()函數(shù)處，就為我們手動創(chuàng)建了應用程序的自動釋放池盐杂。
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
所以通常情況下我們無需自己創(chuàng)建自動釋放池漏麦。當某些臨時產(chǎn)生的對象導致應用程序的內(nèi)存峰值過高時，我們可以通過創(chuàng)建自動釋放池况褪，來解決這個問題撕贞。
例如：
NSMutableArray *objsArray = [NSMutableArray array];
for (int i = 0; i < 10000; i ++) {
id obj = [self createSomeObjcWithi:i];
[objsArray addObject:obj];
}
以上代碼就會造成程序的內(nèi)存突然暴增，而等所有obj對象都釋放以后测垛，又突然下降捏膨。
此時，增加一個自動釋放池代碼塊即可解決這個問題:
NSMutableArray *objsArray = [NSMutableArray array];
for (int i = 0; i < 10000; i ++) {
@atuoreleasepool {
id obj = [self createSomeObjcWithi:i];
[objsArray addObject:obj];
}
}
這樣一來食侮，應用程序在執(zhí)行循環(huán)時号涯，就會有效降低內(nèi)存峰值，不像原來那么高锯七。
創(chuàng)建自動釋放池本身也會占用一定的內(nèi)存链快，所以是否使用自動釋放池完全取決于程序本身。
關于自動釋放池Draveness大神的自動釋放池的前世今生 ---- 深入解析 Autoreleasepool有詳細的解析眉尸。
總結
內(nèi)存管理是應用程序的靈魂域蜗，雖然在ARC環(huán)境下巨双，我們可以盡量少的投入精力在內(nèi)存管理上，但是了解其中的原理和機制霉祸，會讓我們在程序出問題時找到有效的解決途徑筑累，更是提高自我的一種方式。
當然丝蹭，內(nèi)存管理涉及到的也不止文中提到的內(nèi)容慢宗，還有很多需要挖掘的地方。
文章是本人看書學習中的總結奔穿，主要用于知識鞏固镜沽，順便和大家分享交流，如果有不妥的地方贱田，歡迎指正淘邻。
