內(nèi)存管理方式
首先明確一點岭皂，無論在MRC還是ARC情況下郊霎，Objective-C采用的是引用計數(shù)式的內(nèi)存管理方式，這一方式的特點：
自己生成的對象爷绘，自己持有书劝。例如：NSObject * __strong obj = [[NSObject alloc]init];。
非自己生成的對象土至，自己也能持有购对。例如：NSMutableArray * __strong array = [NSMutableArray array];。
不再需要自己持有對象時釋放毙籽。
無法釋放非自己持有的對象洞斯。
對象操作Objective-C方法生成并持有對象alloc/new/copy/mutableCopy等方法持有對象retain方法釋放對象release方法廢棄對象dealloc方法
自己生成的對象，自己持有
在iOS內(nèi)存管理中有四個關(guān)鍵字坑赡，alloc、new么抗、copy、mutableCopy，自身使用這些關(guān)鍵字產(chǎn)生對象,那么自身就持有了對象
// 使用了alloc分配了內(nèi)存氯质，obj指向了對象直焙，該對象本身引用計數(shù)為1,不需要retain
id obj = [[NSObject alloc] init];
// 使用了new分配了內(nèi)存,objc指向了對象，該對象本身引用計數(shù)為1，不需要retain
id obj = [NSObject new];
非自己生成的對象捆探，自己也能持有
// NSMutableArray通過類方法array產(chǎn)生了對象(并沒有使用alloc然爆、new、copy黍图、mutableCopt來產(chǎn)生對象),因此該對象不屬于obj自身產(chǎn)生的
// 因此曾雕，需要使用retain方法讓對象計數(shù)器+1,從而obj可以持有該對象(盡管該對象不是他產(chǎn)生的)
id obj = [NSMutableArray array];
[obj retain];
不再需要自己持有對象時釋放
id obj = [NSMutableArray array];?
[obj retain];
// 當(dāng)obj不在需要持有的對象，那么助被，obj應(yīng)該發(fā)送release消息
[obj release];
// 釋放了對象還進行釋放,會導(dǎo)致奔潰
[obj release];
無法釋放非自己持有的對象
// 釋放一個不屬于自己的對象
id obj = [NSMutableArray array];
// obj沒有進行retain操作而進行release操作剖张，然后autoreleasePool也會對其進行一次release操作，導(dǎo)致奔潰揩环。
后面會講到autorelease搔弄。
[obj release];
針對[NSMutableArray array]方法取得的對象存在，自己卻不持有對象丰滑，底層大致實現(xiàn)：
+ (id)object {
//自己持有對象
id obj = [[NSObject alloc]init];
[obj autorelease];
//取得的對象存在顾犹，但自己不持有對象
return obj;
}
使用了autorelease方法，將obj注冊到autoreleasePool中褒墨，不會立即釋放蹦渣，當(dāng)pool結(jié)束時再自動調(diào)用release。這樣達到取得的對象存在貌亭，自己不持有對象柬唯。
autorelease
顧名思義：autorelease就是自動釋放，它和C語言的局部變量類似圃庭，C語言局部變量在程序執(zhí)行時锄奢，超出其作用域時，會被自動廢棄剧腻。autorelease會像C語言局部變量那樣對待對象實例拘央，當(dāng)超出作用域時，對象實例的release實例方法會被調(diào)用书在。我們可以設(shè)定autorelease的作用域灰伟。
autorelease具體使用方法
生成并持有NSAutoreleasePool對象
調(diào)用已分配對象的autorelease實例方法
廢棄NSAutoreleasePool對象
NSAutoreleasePool生命周期
NSAutoreleasePool對象的生命周期就是一個作用域，對于所有調(diào)用過autorelease實例方法的對象儒旬，在廢棄NSAutoreleasePool對象時栏账，都會調(diào)用其release實例方法。如上圖所示栈源。
用源代碼表示如下：
NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
id obj = [[NSObject alloc] init];
[obj autorelease];
[pool drain];
在[pool drain]調(diào)用時挡爵，NSAutoreleasePool被銷毀，obj的release方法會被觸發(fā)甚垦。obj被釋放茶鹃。
autorelease蘋果實現(xiàn)
可以通過objc4庫的runtime/objc-arr.mm來確認蘋果中autorelease的實現(xiàn)涣雕。
class AutoreleasePoolPage
{
static inline void *push()
{
相當(dāng)于生成或持有NSAutoreleasePool類對象
}
static inline void *pop(void *token)
{
相當(dāng)于廢棄NSAutoreleasePool類對象
releaseAll();
}
static inline id autorelease(id obj)
{
相當(dāng)于NSAutoreleasePool類的addObject類方法?
AutoreleasePoolPage *autoreleasePoolPage = 取得正在使用的AutoreleasePoolPage實例;
autoreleasePoolPage->add(obj);
}
id *add(id obj)
{
將對象追加到內(nèi)部數(shù)組中
}
void releaseAll()
{
調(diào)用內(nèi)部數(shù)組中對象的release實例方法
}
};
void *objc_autoreleasePoolPush(void)
{
return AutoreleasePoolPage::push();
}
void objc_autoreleasePoolPop(void *ctxt)
{
AutoreleasePoolPage::pop(ctxt);
}
id *objc_autorelease(id obj)
{
return AutoreleasePoolPage::autorelease(obj);
}
我們使用調(diào)速器來觀察NSAutoreleasePool類方法和autorelease方法的運行過程，如下所示闭翩，這些方法調(diào)用了關(guān)聯(lián)于objc4庫autorelease實現(xiàn)的函數(shù)挣郭。
//等同于objc_autoreleasePoolPush()
NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
id obj = [[NSObject alloc] init];
//等同于objc_autorelease(obj)
[obj autorelease];
//等同于objc_autoreleasePoolPop(pool)
[pool drain];
在iOS程序啟動后，主線程會自動創(chuàng)建一個RunLoop疗韵，蘋果在主線程 RunLoop 里注冊了兩個 Observer兑障，其回調(diào)都是 _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()。
第一個 Observer 監(jiān)視的事件是 Entry(即將進入Loop)伶棒，其回調(diào)內(nèi)會調(diào)用 _objc_autoreleasePoolPush() 創(chuàng)建自動釋放池旺垒。其 order 是-2147483647，優(yōu)先級最高肤无，保證創(chuàng)建釋放池發(fā)生在其他所有回調(diào)之前先蒋。
第二個 Observer 監(jiān)視了兩個事件： BeforeWaiting(準備進入休眠) 時調(diào)用_objc_autoreleasePoolPop() 和 _objc_autoreleasePoolPush() 釋放舊的池并創(chuàng)建新池；Exit(即將退出Loop) 時調(diào)用 _objc_autoreleasePoolPop() 來釋放自動釋放池宛渐。這個 Observer 的 order 是 2147483647竞漾，優(yōu)先級最低，保證其釋放池子發(fā)生在其他所有回調(diào)之后窥翩。
在主線程執(zhí)行的代碼业岁，通常是寫在諸如事件回調(diào)、Timer回調(diào)內(nèi)的寇蚊。這些回調(diào)會被 RunLoop 創(chuàng)建好的 AutoreleasePool 環(huán)繞著笔时，所以不會出現(xiàn)內(nèi)存泄漏，開發(fā)者也不一定非得顯示創(chuàng)建 Pool 了仗岸。runloop相關(guān)
盡管如此允耿，在大量產(chǎn)生autorelease的對象時，只要NSAutoreleasePool沒有被廢棄扒怖，那么產(chǎn)生的對象就不能被釋放较锡，因此會產(chǎn)生內(nèi)存不足的現(xiàn)象。例如：
讀入大量圖像的同時改變其尺寸盗痒。圖像文件讀入到NSData對象蚂蕴，并從中生成UIImage對象，改變該對象尺寸后生成新的UIImage對象俯邓。這種情況會產(chǎn)生大量autorelease對象骡楼。
for (int i = 0; i < 圖片數(shù); ++ i) {
/*
讀入圖片
大量產(chǎn)生autorelease的對象
由于沒有廢棄NSAutoreleasePool對象
導(dǎo)致產(chǎn)生內(nèi)存峰值，可能內(nèi)存不足而奔潰
*/
}
在這種情況下看成，應(yīng)當(dāng)在適當(dāng)?shù)奈恢蒙删唷⒊钟谢驈U棄NSAutoreleasePool對象
for (int i = 0; i < 圖片數(shù); ++ i) {
NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
/*
讀入圖片
大量產(chǎn)生autorelease的對象
*/
[pool drain];
/*
通過釋放pool
autorelease的對象被release，就不會產(chǎn)生內(nèi)存峰值
*/
}
使用容器的block版本的枚舉器時川慌，內(nèi)部會自動添加一個AutoreleasePool：
[array enumerateObjectsUsingBlock:^(id obj, NSUInteger idx, BOOL *stop) {
// 這里被一個局部@autoreleasepool包圍著
}];
所有權(quán)修飾符及其原理
在 ARC 特性下有 4 種與內(nèi)存管理息息相關(guān)的變量所有權(quán)修飾符值得我們關(guān)注：
__strong
__weak
__unsafe_unretaied
__autoreleasing
說到變量所有權(quán)修飾符吃嘿，有人可能會跟屬性修飾符搞混，這里做一個對照關(guān)系小結(jié)：
assign 對應(yīng)的所有權(quán)類型是 __unsafe_unretained梦重。
copy 對應(yīng)的所有權(quán)類型是 __strong兑燥。
retain 對應(yīng)的所有權(quán)類型是 __strong。
strong 對應(yīng)的所有權(quán)類型是 __strong琴拧。
unsafe_unretained對應(yīng)的所有權(quán)類型是__unsafe_unretained降瞳。
weak 對應(yīng)的所有權(quán)類型是 __weak。
__strong
__strong 表示強引用蚓胸，對應(yīng)定義 property 時用到的 strong挣饥。當(dāng)對象沒有任何一個強引用指向它時，它才會被釋放沛膳。如果在聲明引用時不加修飾符扔枫，那么引用將默認是強引用。當(dāng)需要釋放強引用指向的對象時锹安，需要保證所有指向?qū)ο髲娨弥脼?nil短荐。__strong 修飾符是 id 類型和對象類型默認的所有權(quán)修飾符。
原理：
{
id __strong obj = [[NSObject alloc] init];
}
//編譯器的模擬代碼
id obj = objc_msgSend(NSObject,@selector(alloc));
objc_msgSend(obj,@selector(init));
// 出作用域的時候調(diào)用
objc_release(obj);
雖然ARC有效時不能使用release方法叹哭，但由此可知編譯器自動插入了release忍宋。
對象是通過除alloc、new风罩、copy糠排、multyCopy外方法產(chǎn)生的情況
{
id __strong obj = [NSMutableArray array];
}
結(jié)果與之前稍有不同：
//編譯器的模擬代碼
id obj = objc_msgSend(NSMutableArray,@selector(array));
objc_retainAutoreleasedReturnValue(obj);
objc_release(obj);
objc_retainAutoreleasedReturnValue函數(shù)主要用于優(yōu)化程序的運行。它是用于持有(retain)對象的函數(shù)超升，它持有的對象應(yīng)為返回注冊在autoreleasePool中對象的方法入宦，或是函數(shù)的返回值。像該源碼這樣廓俭，在調(diào)用array類方法之后云石，由編譯器插入該函數(shù)。
而這種objc_retainAutoreleasedReturnValue函數(shù)是成對存在的研乒，與之對應(yīng)的函數(shù)是objc_autoreleaseReturnValue汹忠。它用于array類方法返回對象的實現(xiàn)上。下面看看NSMutableArray類的array方法通過編譯器進行了怎樣的轉(zhuǎn)換：
+ (id)array
{
return [[NSMutableArray alloc] init];
}
//編譯器模擬代碼
+ (id)array
{
id obj = objc_msgSend(NSMutableArray,@selector(alloc));
objc_msgSend(obj,@selector(init));
// 代替我們調(diào)用了autorelease方法
return objc_autoreleaseReturnValue(obj);
}
我們可以看見調(diào)用了objc_autoreleaseReturnValue函數(shù)且這個函數(shù)會返回注冊到自動釋放池的對象雹熬，但是宽菜，這個函數(shù)有個特點，它會查看調(diào)用方的命令執(zhí)行列表竿报，如果發(fā)現(xiàn)接下來會調(diào)用objc_retainAutoreleasedReturnValue則不會將返回的對象注冊到autoreleasePool中而僅僅返回一個對象铅乡。達到了一種最優(yōu)效果。如下圖：
省略了autoreleasePool注冊
__weak
__weak 表示弱引用烈菌，對應(yīng)定義 property 時用到的 weak阵幸。弱引用不會影響對象的釋放花履，而當(dāng)對象被釋放時，所有指向它的弱引用都會自定被置為 nil挚赊，這樣可以防止野指針诡壁。使用__weak修飾的變量，即是使用注冊到autoreleasePool中的對象荠割。__weak 最常見的一個作用就是用來避免循環(huán)循環(huán)妹卿。需要注意的是，__weak 修飾符只能用于 iOS5 以上的版本蔑鹦，在 iOS4 及更低的版本中使用 __unsafe_unretained 修飾符來代替夺克。
__weak 的幾個使用場景：
在 Delegate 關(guān)系中防止循環(huán)引用。
在 Block 中防止循環(huán)引用嚎朽。
用來修飾指向由 Interface Builder 創(chuàng)建的控件铺纽。比如：@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *testButton;。
原理
{
id __weak obj = [[NSObject alloc] init];
}
編譯器轉(zhuǎn)換后的代碼如下:
id obj;
id tmp = objc_msgSend(NSObject,@selector(alloc));
objc_msgSend(tmp,@selector(init));
objc_initweak(&obj,tmp);
objc_release(tmp);
objc_destroyWeak(&object);
對于__weak內(nèi)存管理也借助了類似于引用計數(shù)表的散列表火鼻，它通過對象的內(nèi)存地址做為key室囊，而對應(yīng)的__weak修飾符變量的地址作為value注冊到weak表中，在上述代碼中objc_initweak就是完成這部分操作魁索，而objc_destroyWeak
則是銷毀該對象對應(yīng)的value融撞。當(dāng)指向的對象被銷毀時，會通過其內(nèi)存地址粗蔚，去weak表中查找對應(yīng)的__weak修飾符變量尝偎，將其從weak表中刪除。所以鹏控，weak在修飾只是讓weak表增加了記錄沒有引起引用計數(shù)表的變化.
對象通過objc_release釋放對象內(nèi)存的動作如下:
objc_release
因為引用計數(shù)為0所以執(zhí)行dealloc
_objc_rootDealloc
objc_dispose
objc_destructInstance
objc_clear_deallocating
而在對象被廢棄時最后調(diào)用了objc_clear_deallocating致扯，該函數(shù)的動作如下:
從weak表中獲取已廢棄對象內(nèi)存地址對應(yīng)的所有記錄
將已廢棄對象內(nèi)存地址對應(yīng)的記錄中所有以weak修飾的變量都置為nil
從weak表刪除已廢棄對象內(nèi)存地址對應(yīng)的記錄
根據(jù)已廢棄對象內(nèi)存地址從引用計數(shù)表中找到對應(yīng)記錄刪除
據(jù)此可以解釋為什么對象被銷毀時對應(yīng)的weak指針變量全部都置為nil，同時当辐，也看出來銷毀weak步驟較多抖僵，如果大量使用weak的話會增加CPU的負荷。
還需要確認一點是：__weak修飾符的變量缘揪，即是使用注冊到autoreleasePool中的對象耍群。
{
id __weak obj1 = obj;
NSLog(@"obj2-%@",obj1);
}
編譯器轉(zhuǎn)換上述代碼如下:
id obj1;
objc_initweak(&obj1,obj);
id tmp = objc_loadWeakRetained(&obj1);
objc_autorelease(tmp);
NSLog(@"%@",tmp);
objc_destroyWeak(&obj1);
objc_loadWeakRetained函數(shù)獲取附有__weak修飾符變量所引用的對象并retain, objc_autorelease函數(shù)將對象放入autoreleasePool中，據(jù)此當(dāng)我們訪問weak修飾指針指向的對象時找筝，實際上是訪問注冊到自動釋放池的對象蹈垢。因此，如果大量使用weak的話袖裕，在我們?nèi)ピL問weak修飾的對象時曹抬，會有大量對象注冊到自動釋放池,這會影響程序的性能。
解決方案：要訪問weak修飾的變量時急鳄，先將其賦給一個strong變量谤民，然后進行訪問
為什么訪問weak修飾的對象就會訪問注冊到自動釋放池的對象呢?
因為weak不會引起對象的引用計數(shù)器變化堰酿，因此，該對象在運行過程中很有可能會被釋放赖临。所以胞锰，需要將對象注冊到自動釋放池中并在autoreleasePool銷毀時釋放對象占用的內(nèi)存灾锯。
__unsafe_unretained
ARC 是在 iOS5 引入的兢榨，而 __unsafe_unretained 這個修飾符主要是為了在ARC剛發(fā)布時兼容iOS4以及版本更低的系統(tǒng)，因為這些版本沒有弱引用機制顺饮。這個修飾符在定義property時對應(yīng)的是unsafe_unretained吵聪。__unsafe_unretained 修飾的指針純粹只是指向?qū)ο螅瑳]有任何額外的操作兼雄，不會去持有對象使得對象的 retainCount +1吟逝。而在指向的對象被釋放時依然原原本本地指向原來的對象地址，不會被自動置為 nil赦肋，所以成為了野指針块攒，非常不安全。
__unsafe_unretained 的應(yīng)用場景：
在 ARC 環(huán)境下但是要兼容 iOS4.x 的版本佃乘，用__unsafe_unretained 替代 __weak 解決強循環(huán)循環(huán)的問題囱井。
__autoreleasing
將對象賦值給附有__autoreleasing修飾符的變量等同于MRC時調(diào)用對象的autorelease方法。
@autoeleasepool {
// 如果看了上面__strong的原理趣避，就知道實際上對象已經(jīng)注冊到自動釋放池里面了
id __autoreleasing obj = [[NSObject alloc] init];
}
編譯器轉(zhuǎn)換上述代碼如下:
id pool = objc_autoreleasePoolPush();
id obj = objc_msgSend(NSObject,@selector(alloc));
objc_msgSend(obj,@selector(init));
objc_autorelease(obj);
objc_autoreleasePoolPop(pool);
@autoreleasepool {
id __autoreleasing obj = [NSMutableArray array];
}
編譯器轉(zhuǎn)換上述代碼如下:
id pool = objc_autoreleasePoolPush();
id obj = objc_msgSend(NSMutableArray,@selector(array));
objc_retainAutoreleasedReturnValue(obj);
objc_autorelease(obk);
objc_autoreleasePoolPop(pool);
上面兩種方式庞呕，雖然第二種持有對象的方法從alloc方法變?yōu)榱薿bjc_retainAutoreleasedReturnValue函數(shù)，都是通過objc_autorelease程帕，注冊到autoreleasePool中住练。
ARC 模式規(guī)則
ARC 模式下，還有一些需要注意的規(guī)則：
不能顯式使用 retain/release/retainCount/autorelease愁拭。
不能使用 NSAllocateObject/NSDeallocateObject讲逛。
需要遵守內(nèi)存管理的方法命名規(guī)則。在 ARC 模式和 MRC 模式下岭埠，以 alloc/new/copy/mutableCopy 開頭的方法在返回對象時都必須返回給調(diào)用方所應(yīng)當(dāng)持有的對象盏混。在 ARC 模式下，追加一條：以 init 開頭的方法必須是實例方法并且必須要返回對象枫攀。返回的對象應(yīng)為 id 類型或聲明該方法的類的對象類型括饶，或是該類的超類型或子類型。該返回的對象并不注冊到 Autorelease Pool 中来涨，基本上只是對 alloc 方法返回值的對象進行初始化處理并返回該對象图焰。需要注意的是：- (void)initialize; 方法雖然是以 init 開頭但是并不包含在上述規(guī)則中。
不要顯式調(diào)用 dealloc蹦掐。
使用 @autoreleasepool 塊替代 NSAutoreleasePool技羔。
不能使用區(qū)域（NSZone）僵闯。
對象型變量不能作為 C 語言結(jié)構(gòu)體（struct/union）的成員。
顯式轉(zhuǎn)換 id 和 void *藤滥。
Toll-Free Bridging
MRC 下的 Toll－Free Bridging 因為不涉及內(nèi)存管理的轉(zhuǎn)移鳖粟，相互之間可以直接交換使用，當(dāng)使用 ARC 時拙绊，由于Core Foundation 框架并不支持 ARC向图，此時編譯器不知道該如何處理這個同時有 ObjC 指針和 CFTypeRef 指向的對象，所以除了轉(zhuǎn)換類型标沪，還需指定內(nèi)存管理所有權(quán)的改變榄攀，可通過 __bridge、__bridge_retained 和 CFBridgingRetain金句、__bridge_transfer 和 CFBridgingRelease檩赢。
__bridge
只是聲明類型轉(zhuǎn)變，但是不做內(nèi)存管理規(guī)則的轉(zhuǎn)變违寞。比如：
CFStringRef s1 = (__bridge CFStringRef) [[NSString alloc] initWithFormat:@"Hello, %@!", name];
只是做了 NSString 到 CFStringRef 的轉(zhuǎn)化贞瞒，但管理規(guī)則未變，依然要用 Objective-C 類型的 ARC 來管理 s1趁曼，你不能用 CFRelease() 去釋放 s1军浆。
__bridge_retained or CFBridgingRetain
表示將指針類型轉(zhuǎn)變的同時，將內(nèi)存管理的責(zé)任由原來的 Objective-C 交給Core Foundation 來處理彰阴，也就是瘾敢，將 ARC 轉(zhuǎn)變?yōu)?MRC。比如尿这，還是上面那個例子
NSString *s1 = [[NSString alloc] initWithFormat:@"Hello, %@!", name];
CFStringRef s2 = (__bridge_retained CFStringRef)s1;
// or CFStringRef s2 = (CFStringRef)CFBridgingRetain(s1);
// do something with s2
//...
CFRelease(s2); // 注意要在使用結(jié)束后加這個
我們在第二行做了轉(zhuǎn)化簇抵，這時內(nèi)存管理規(guī)則由 ARC 變?yōu)榱?MRC，我們需要手動的來管理 s2 的內(nèi)存射众，而對于 s1碟摆，我們即使將其置為 nil，也不能釋放內(nèi)存叨橱。
__bridge_transfer or CFBridgingRelease
這個修飾符和函數(shù)的功能和上面那個 __bridge_retained 相反典蜕，它表示將管理的責(zé)任由 Core Foundation 轉(zhuǎn)交給 Objective-C，即將管理方式由 MRC 轉(zhuǎn)變?yōu)?ARC罗洗。比如：
CFStringRef result = CFURLCreateStringByAddingPercentEscapes(. . .);
NSString *s = (__bridge_transfer NSString *)result;
//or NSString *s = (NSString *)CFBridgingRelease(result);
return s;
這里我們將 result 的管理責(zé)任交給了 ARC 來處理愉舔，我們就不需要再顯式地將 CFRelease() 了。
其他
之前寫的和內(nèi)存管理有些許相關(guān)：為什么聲明NString伙菜，NSArray等需要使用copy轩缤，使用strong有什么問題，深拷貝和淺拷貝，block為什么使用copy火的。
