Objective-C高級編程-iOS與OS+X多線程和內(nèi)存管理
第一章：自動引用計(jì)數(shù)
- 自己生成的對象婶希，自己所持有。
- 非自己生成的對象，自己也能持有
- 不再需要自己持有的對象時釋放
- 非自己持有的對象無法釋放
| 對象操作 | Objective-C方法 |
|---|---|
| 生成并持有對象 | alloc/new/copy/mutableCopy等 |
| 持有對象 | retain |
| 釋放對象 | release |
| 廢棄對象 | dealloc |
Cocoa 框架中 Foundation 框架類庫的 NSObject 類擔(dān)負(fù)內(nèi)存管理的職責(zé)。
自己生成的對象涯贞，自己所持有
使用以下名稱開頭的方法名意味著自己生成的對象只有自己持有：
allocnewcopymutableCopy
使用 NSObject 類的 alloc 類方法就能自己生成并持有對象。另外危喉，使用 new 類方法也能生成并持有對象宋渔。[NSObject new] 與 [[NSObject alloc] init] 是完全一致的
非自己生成的對象，自己也能持有
用上述方法之外的方法取得的對象即用 alloc/new/copy/mutableCopy 以外的方法取得的對象辜限，因?yàn)榉亲约荷刹⒊钟谢始穑宰约翰皇窃搶ο蟮某钟姓摺＠?NSArray 類的 array 類方法薄嫡。通過 retain 方法审磁，非自己生成的對象成為了自己所持有的。
不再需要自己持有的對象時釋放
自己持有的對象岂座，一旦不再需要态蒂，持有者有義務(wù)釋放該對象，釋放使用的是 release 方法费什。
用 alloc/new/copy/mutableCopy 方法生成并持有的對象钾恢，或者用 retain 方法持有的對象，一旦不再需要鸳址，務(wù)必要用 release 方法進(jìn)行釋放
autorelease 提供這樣的功能瘩蚪，使對象再超出指定的生存范圍時能夠自動并正確地釋放（調(diào)用release方法）
無法釋放非自己持有的對象
對于用 alloc/new/copy/mutableCopy 方法生成并持有的對象，或者用 retain 方法持有的對象稿黍，由于持有者是自己疹瘦，所以在不需要該對象時需要將其釋放。而由此以外所得到的對象絕對不能釋放巡球。倘若在應(yīng)用程序中釋放了非自己所持有的對象就會造成崩潰言沐。
- 在
Objective-C的對象中存有引用技術(shù)這一整數(shù)值邓嘹。 - 調(diào)用
alloc或是retain方法后，引用計(jì)數(shù)值加 1. - 調(diào)用
release后险胰，引用技術(shù)減 1. - 引用計(jì)數(shù)值為 0 時汹押，調(diào)用
dealloc方法廢棄對象。
蘋果對引用計(jì)數(shù)大概是采用 散列表（引用計(jì)數(shù)表）來管理引用計(jì)數(shù)
GNUstep 將引用計(jì)數(shù)保存在對象占用內(nèi)存塊頭部的變量中起便，而蘋果則是保存在引用計(jì)數(shù)表的記錄中棚贾。
通過內(nèi)存塊頭部管理引用計(jì)數(shù)的好處：
- 少量代碼即可完成
- 能夠統(tǒng)一管理引用計(jì)數(shù)用內(nèi)存塊與對象用內(nèi)存塊
通過引用計(jì)數(shù)表管理引用計(jì)數(shù)的好處：
- 對象用內(nèi)存塊的分配無序考慮內(nèi)存塊頭部
- 引用計(jì)數(shù)表各記錄中存有內(nèi)存塊地址，可從各個記錄追溯到各對象的內(nèi)存塊
在利用工具檢測內(nèi)存泄露時榆综，引用計(jì)數(shù)表的各記錄也有助于檢測各對象的持有者是否存在妙痹。
autorelease
autorelease 就是自動釋放，這看上去很像 ARC 鼻疮，實(shí)際上更類似于 C 語言中自動變量（局部）變量的特性怯伊。
C 語言的自動變量特性：程序執(zhí)行時，若某自動變量超出其作用域陋守，該自動變量將被自動廢棄。
與 C 語言的自動變量不同的是利赋，編程人員可以設(shè)定變量的作用域水评。
autorelease 的具體使用方法如下：
- 生成并持有
NSAutoreleasePool對象 - 調(diào)用已分配對象的
autorelease實(shí)例方法 - 廢棄
NSAutoreleasePool對象
NSAutoreleasePool 對象的生存周期相當(dāng)于 C 語言變量的作用域。對于所有調(diào)用過 autorelease 實(shí)例方法的對象媚送，在廢棄NSAutoreleasePool 對象時中燥，都將調(diào)用 release 實(shí)例方法。
在大量產(chǎn)生 autorelease 對象時塘偎，需要在適當(dāng)?shù)牡胤缴闪粕妗⒊钟谢驈U棄 NSAutoreleasePool 對象。
調(diào)用 NSObject 類的 autorelease 實(shí)例方法吟秩，該對象將被追加到正在使用的 NSAutoreleasePool 對象中的數(shù)組里咱扣。即 本質(zhì)就是調(diào)用 NSAutoreleasePool 對象的 addObject 類方法。
ARC 規(guī)則
循環(huán)引用容易發(fā)生內(nèi)存泄露涵防，所謂內(nèi)存泄露就是應(yīng)當(dāng)廢棄的對象在超出其生存周期后繼續(xù)存在闹伪。使用__weak修飾符可避免循環(huán)引用，__weak修飾符與__strong修飾符 相反壮池，提供弱引用偏瓤。弱引用不能持有對象實(shí)例，因?yàn)?code>__weak修飾符的變量不吃又對象椰憋，所以在超出其變量作用域時厅克，對象即被釋放。
__weak修飾符還有另一優(yōu)點(diǎn)：在持有對象的弱引用時橙依，若該對象被被廢棄证舟，則此弱引用將自動失效且處于 nil 被賦值的狀態(tài)硕旗。
在 ARC 有效的情況下編譯源代碼需遵守如下規(guī)則：
- 不能使用
retain/release/retainCount/autorelease - 不能使用
NSAllocateObject / NSDeallocateObject - 須遵守內(nèi)存管理的方法命名規(guī)則
- 不要顯式調(diào)用
dealloc - 使用
@autoreleasepoll塊替代NSAutoreleasePool - 不能使用區(qū)域 （NSZone）
- 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 *， 通過(__bridge void *)或(__bridge id)進(jìn)行橋接
__weak 修飾符
weak 表與引用計(jì)數(shù)表相同褪储，作為散列表被實(shí)現(xiàn)卵渴。如果使用 weak 表，將廢棄對象的變量的地址作為鍵值進(jìn)行檢索鲤竹，就能高速地獲取對應(yīng)的附有 __weak 修飾符的變量的地址浪读。另外，由于一個對象可同時賦值給多個附有 __weak 修飾符的變量中辛藻，所以對于一個鍵值碘橘，可注冊多個變量的地址。
如果附有 __weak 修飾符的變量所引用的對象被廢棄吱肌，則將 nil 賦值給該變量的步驟：
- 從 weak 表中獲取廢棄對象的地址為鍵值的記錄
- 將包含在記錄中的所有附有 __weak 修飾符的變量的地址痘拆，賦值為 nil.
- 從 weak 表中刪除該記錄
- 從引用計(jì)數(shù)表中刪除廢棄對象的地址為鍵值的記錄
如果大量使用附有 __weak 修飾符的變量，會消耗相應(yīng)的 CPU 資源氮墨，良策是只在需要避免循環(huán)引用時使用 __weak 修飾符纺蛆。
第二章：Blocks
Blocks 是 C語言的擴(kuò)充功能，用一句話表示：帶有自動變量（局部變量）的匿名函數(shù)规揪。
Block 語法：
^ 返回值類型 參數(shù)列表 表達(dá)式
使用附有 __block 說明符修飾的自動變量可在 Block 中賦值桥氏，該變量成為 __block 變量
在Block中，截獲自動變量的方法并沒有實(shí)現(xiàn)對C語言數(shù)組的截獲猛铅，這時使用指針可以解決問題字支。
Blocks 的實(shí)現(xiàn)
Block 本質(zhì)是一個 OC 對象，它內(nèi)部也有一個 isa 指針奸忽。是封裝了函數(shù)調(diào)用和函數(shù)調(diào)用環(huán)境的 OC 對象堕伪。
iOS 類的本質(zhì)即 class_t 結(jié)構(gòu)體：
struct class_t {
struct class_t *isa;
struct class_t *superclass;
Cache cache;
IMP *vtable;
uintptr_t data_NEVER_USE;
}
該實(shí)例名稱持有聲明的成員變量、方法的名稱栗菜、方法的實(shí)現(xiàn)（即函數(shù)指針）欠雌、屬性以及父類的指針。
Block 即為 Objective-C 的對象疙筹。
Block 的三種類型
| 類 | 設(shè)置對象的存儲域 | 備注 |
|---|---|---|
| _NSConcreteStackBlock | 棧 | 捕獲局部變量 |
| _NSConcreteGlobalBlock | 程序的數(shù)據(jù)區(qū)域（.data 區(qū)） | 不捕獲自動變量 |
| _NSConcreteMallocBlock | 堆 | 捕獲成員變量 |
Block 何時會復(fù)制到堆
- 調(diào)用 Block 的 copy 實(shí)例方法時
- Block 作為函數(shù)返回值返回時
- 將 Block 賦值給附有 __strong 修飾符 id 類型的類或 Block 類型成員變量時
- 在方法名中含有 usingBlock 的 Cocoa 框架方法或 GCD 的 API 中傳遞 Block 時桨昙。
第三章：Grand Central Dispatch
Grand Central Dispatch （GCD） 是異步執(zhí)行任務(wù)的技術(shù)之一，一般將應(yīng)用程序中記述的線程管理用的代碼在系統(tǒng)級中實(shí)現(xiàn)腌歉，開發(fā)者只需要定義想執(zhí)行的任務(wù)并追加到適當(dāng)?shù)?Dispatch Queue 中蛙酪，GCD 就能生成必要的線程并計(jì)劃執(zhí)行任務(wù)。
多線程編程可能會出現(xiàn)的問題：
- 多個線程更新相同的資源會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致（數(shù)據(jù)競爭）- 解決：使用 Serial Dispatch Queue （串行隊(duì)列）
- 停止等待事件的線程會導(dǎo)致多個線程相互持續(xù)等待（死鎖）
- 使用太多線程會消耗大量內(nèi)存
Dispatch Queue 按照追加的順序（先進(jìn)先出 FIFO）執(zhí)行處理翘盖，另在執(zhí)行處理時存在兩種 Dispatch Queue ：一種是等待現(xiàn)在執(zhí)行中處理的 Serial Dispatch Queue桂塞，另一種是不等待現(xiàn)在執(zhí)行中處理的 Concurrent Dispatch Queue。
GCD API
可使用 dispatch_set_target_queue API 設(shè)置 Dispatch Queue 的優(yōu)先級馍驯，同時也可以使多個本應(yīng)并行執(zhí)行的多個 Serial Dispatch Queue阁危，在目標(biāo) Serial Dispatch Queue 上串行執(zhí)行玛痊。
dispatch_after 函數(shù)并不準(zhǔn)時
因?yàn)?Main Dispatch Queue 在主線程的 Runloop 中執(zhí)行，所以在比如每隔 1/60 秒自行的 Runloop 中狂打，Block 最快3秒后自行擂煞，最慢在3秒 + 1/60 秒后執(zhí)行，并且在 Main Dispatch Queue 有大量處理追加或主線程的處理本身有延遲時趴乡，這個時間會更長对省。
Dispatch Group 在追加到 Dispatch Queue 中的多個處理全部結(jié)束后想執(zhí)行結(jié)束處理可使用 Dispatch Group 實(shí)現(xiàn)。
dispatch_sync 如同簡易版的 dispatch_group_wait 函數(shù)晾捏，會在指定隊(duì)列中同步執(zhí)行任務(wù)蒿涎，在任務(wù)執(zhí)行結(jié)束之前不會返回。如果在主線程同步執(zhí)行 Block 就會出現(xiàn)死鎖惦辛。
dispatch_apply 函數(shù)可進(jìn)行快速遍歷劳秋。由于 dispatch_apply 函數(shù)與 dispatch_sync 函數(shù)相同，會等待處理執(zhí)行結(jié)束胖齐，因此推薦在 dispatch_async 函數(shù)中非同步地執(zhí)行 dispatch_apply 函數(shù)玻淑。
dispatch_suspend 函數(shù)可暫時掛起指定的 Dispatch Queue。
dispatch_resume 函數(shù)可恢復(fù)指定的 Dispatch Queue呀伙。
dispatch_semaphore 函數(shù)可對操作進(jìn)行更細(xì)粒度的排他控制补履。
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER)
dispatch_semaphore_wait 函數(shù)等待 Dispatch Semaphore 的計(jì)數(shù)值達(dá)到大于或等于1. 該處理結(jié)束是使用 dispatch_semaphore_signal 函數(shù)將 Dispatch Semaphore 的計(jì)數(shù)值加1.
dispatch_once 函數(shù)是保證再應(yīng)用程序執(zhí)行中只執(zhí)行一次指定處理的 API。
dispatch_IO 函數(shù)可多線程并發(fā)處理大文件区匠，以提高文件讀取速度干像。
GCD 實(shí)現(xiàn)
Block 并不是直接加入 FIFO 隊(duì)列中帅腌，而是先加入 Dispatch Continuation 這一 dispatch_continuation_t 類型結(jié)構(gòu)體中驰弄，然后再加入 FIFO 隊(duì)列。用于記憶 Block 所屬的 Dispatch Group 喝其他一些信息速客，通常叫上下文戚篙。
。溺职。岔擂。
