級(jí)別： ★★☆☆☆
標(biāo)簽：「iOS」「內(nèi)存管理」「Objective-C」
作者： MrLiuQ
審校： QiShare團(tuán)隊(duì)

前言：
這幾篇文章是小編在鉆研《Effective Objective-C 2.0》的知識(shí)產(chǎn)出毯辅，其中包含作者和小編的觀點(diǎn)晋渺，以及小編整理的一些demo。希望能幫助大家以簡(jiǎn)潔的文字快速領(lǐng)悟原作者的精華叉钥。
在這里摊册，QiShare團(tuán)隊(duì)向原作者M(jìn)att Galloway表達(dá)誠摯的敬意肤京。

文章目錄如下：
iOS 編寫高質(zhì)量Objective-C代碼（一）
iOS 編寫高質(zhì)量Objective-C代碼（二）
iOS 編寫高質(zhì)量Objective-C代碼（三）
iOS 編寫高質(zhì)量Objective-C代碼（四）
iOS 編寫高質(zhì)量Objective-C代碼（五）
iOS 編寫高質(zhì)量Objective-C代碼（六）
iOS 編寫高質(zhì)量Objective-C代碼（七）
iOS 編寫高質(zhì)量Objective-C代碼（八）

本篇的主題是iOS中的 “內(nèi)存管理機(jī)制”。

說到iOS內(nèi)存管理茅特，逃不過iOS的兩種內(nèi)存管理機(jī)制：MRC & ARC忘分。
先簡(jiǎn)單介紹一下：
MRC（manual reference counting）： “手動(dòng)引用計(jì)數(shù)” ，由開發(fā)者管理內(nèi)存白修。
ARC（automatic reference counting）：“自動(dòng)引用計(jì)數(shù)”妒峦，從iOS 5開始支持，由編譯器幫忙管理內(nèi)存兵睛。

蘋果引入ARC機(jī)制的原因猜測(cè)：

iOS 4之前肯骇，所有iOS開發(fā)者必須要手動(dòng)管理內(nèi)存，即手動(dòng)管理對(duì)象的內(nèi)存分配和釋放祖很。首先笛丙，不斷插入retain、release等內(nèi)存管理語句假颇，大大加大了工作量和代碼量胚鸯。其次，在面對(duì)一些多線程并發(fā)操作時(shí)拆融，開發(fā)者手動(dòng)管理內(nèi)存并不簡(jiǎn)單蠢琳，還可能會(huì)帶來很多無法預(yù)知的問題。
所以镜豹，蘋果從iOS 5開始引入ARC機(jī)制傲须，由編譯器幫忙管理內(nèi)存。在編譯期趟脂，編譯器會(huì)自動(dòng)加上內(nèi)存管理語句泰讽。這樣，開發(fā)者可以更加關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯。

下面進(jìn)入正題：編寫高質(zhì)量Objective-C代碼（五）——內(nèi)存管理篇已卸。

一佛玄、理解引用計(jì)數(shù)

• 引用計(jì)數(shù)工作原理：

這里引入《Objective-C 高級(jí)編程 iOS與OSX多線程和內(nèi)存管理》這本書的例子：
很經(jīng)典的圖解：

解釋：
1.開燈：引申為：“ 創(chuàng)建對(duì)象 ”。
2.關(guān)燈：引申為：“ 銷毀對(duì)象 ”累澡。

解釋：
1.有人來上班打卡了：開燈梦抢。——（創(chuàng)建對(duì)象愧哟，計(jì)數(shù)為1）
2.又有人來了：保持開燈奥吩。——（保持對(duì)象蕊梧，計(jì)數(shù)為2）
3.又有人來了：保持開燈霞赫。——（保持對(duì)象肥矢，計(jì)數(shù)為3）
4.有人下班打卡了：保持開燈端衰。——（保持對(duì)象甘改，計(jì)數(shù)為2）
5.又有人下班了：保持開燈旅东。——（保持對(duì)象楼誓，計(jì)數(shù)為1）
6.所有員工全下班了：關(guān)燈玉锌∶樱——（銷毀對(duì)象疟羹，計(jì)數(shù)為0）

如果覺得本書中的例子說的有點(diǎn)抽象難懂，沒關(guān)系禀倔，請(qǐng)看下面圖解示例：
_{提示：實(shí)箭頭為強(qiáng)引用榄融，虛箭頭為弱引用。}

• 屬性存取方法中的內(nèi)存管理：

這里有個(gè)set方法的例子：

- (void)setObject:(id)object {

   [object retain];// Added by ARC
   [_object release];// Added by ARC

   _object = object; 
}

解釋：set方法將保留新值救湖，釋放舊值愧杯，然后更新實(shí)例變量。這三個(gè)語句的順序很重要鞋既。
如果先release再retain力九。那么該對(duì)象可能已經(jīng)被回收，此時(shí)retain操作無效邑闺，因?yàn)閷?duì)象已釋放跌前。這時(shí)實(shí)例變量就變成了懸掛指針。_{懸掛指針：指針指nil的指針陡舅。}

• 自動(dòng)釋放池：
  細(xì)心的同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)抵乓，在我們寫iOS程序時(shí)，main函數(shù)里就有一個(gè)autoreleasepool（自動(dòng)釋放池）。

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

autorelease能延長對(duì)象的生命周期灾炭，在對(duì)象跨越“方法調(diào)用邊界”后（就是}后）依然可以存活一段時(shí)間茎芋。

• 循環(huán)引用：

循環(huán)引用（retain cycle）又稱為“保留環(huán)”。
形成循環(huán)引用的原因：是對(duì)象之間互相通過強(qiáng)指針指向?qū)Ψ剑ɑ蛘哒f互相強(qiáng)持有對(duì)方）蜈出。
在開發(fā)中田弥，我們不希望出現(xiàn)循環(huán)引用，因?yàn)闀?huì)造成內(nèi)存泄漏铡原。
解決方案：有一方使用弱引用（weak reference）皱蹦，解開循環(huán)引用，讓多個(gè)對(duì)象都可以釋放眷蜈。
PS：關(guān)于如何檢驗(yàn)項(xiàng)目中有無內(nèi)存泄漏：參考這篇博客沪哺。

二、以ARC簡(jiǎn)化引用計(jì)數(shù)

酌儒，在ARC環(huán)境下辜妓，禁止??調(diào)用：retain、release忌怎、autorelease籍滴、dealloc方法。

• 使用ARC時(shí)必須遵循的方法命名規(guī)則：
  若方法名以alloc榴啸、new孽惰、copy、mutableCopy開頭鸥印，則規(guī)定返回的對(duì)象歸調(diào)用者勋功。

• 變量的內(nèi)存管理語義：

對(duì)比一下MRC和ARC在代碼上的區(qū)別

MRC環(huán)境下：

- (void)setObject:(id)object {

    [_object release];
    _object = [object retain];
}

這樣會(huì)出現(xiàn)一種邊界情況，如果新值和舊值是同一個(gè)對(duì)象库说，那么會(huì)先釋放掉狂鞋，object就變成懸掛指針。

ARC環(huán)境下：

- (void)setObject:(id)object {

    _object = object;
}

ARC會(huì)用一種更安全的方式解決邊界問題：先保留新值潜的，再釋放舊值骚揍，最后更新實(shí)例變量。

同時(shí)啰挪，ARC可以通過修飾符來改變局部變量和實(shí)例變量的語義：

• ARC如何清理實(shí)例變量：

MRC中糊昙，開發(fā)者需要在dealloc中動(dòng)插入必要的清理代碼（cleanup code）辛掠。
而ARC會(huì)借用Objective-C++的一項(xiàng)特性來完成清理任務(wù)，回收OC++對(duì)象時(shí)释牺，會(huì)調(diào)用C++的析構(gòu)函數(shù)：底層走.cxx_destruct方法萝衩。而當(dāng)釋放OC對(duì)象時(shí)，ARC在.cxx_destruct底層方法中添加所需要的清理代碼（這個(gè)方法底層的某個(gè)時(shí)機(jī)會(huì)調(diào)用dealloc方法）没咙。
不過如果有非OC的對(duì)象猩谊，還是要重寫dealloc方法。比如CoreFoundation中的對(duì)象或是malloc()分配在堆中的內(nèi)存依然需要清理祭刚。這時(shí)要適時(shí)調(diào)用CFRetain/CFRelease牌捷。

- (void)dealloc {

   CFRelease(_coreFoundationObject);
   free(_heapAllocatedMemoryBlob);
}

三、dealloc方法中只釋放引用并解除監(jiān)聽

調(diào)用dealloc方法時(shí)涡驮，對(duì)象已經(jīng)處于回收狀態(tài)了暗甥。這時(shí)不能調(diào)用其他方法，尤其是異步執(zhí)行某些任務(wù)又要回調(diào)的方法捉捅。如果異步執(zhí)行完回調(diào)的時(shí)候?qū)ο笠呀?jīng)摧毀撤防，會(huì)直接crash。

dealloc方法里要做些釋放相關(guān)的事情棒口，比如：

• 釋放指向其他對(duì)象的引用寄月。
• 取消訂閱KVO。
• 取消NSNotificationCenter通知陌凳。

舉個(gè)例子：

• KVO：

- (void)viewDidLoad {
    
    //....

    [webView addObserver:self forKeyPath:@"canGoBack" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
    [webView addObserver:self forKeyPath:@"canGoForward" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
    [webView addObserver:self forKeyPath:@"title" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
    [webView addObserver:self forKeyPath:@"estimatedProgress" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
}

#pragma mark - KVO

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
    
    self.backItem.enabled = self.webView.canGoBack;
    self.forwardItem.enabled = self.webView.canGoForward;
    self.title = self.webView.title;
    self.progressView.progress = self.webView.estimatedProgress;
    self.progressView.hidden = self.webView.estimatedProgress>=1;
}

- (void)dealloc {
    
    [self.webView removeObserver:self forKeyPath:@"canGoBack"];//< 移除KVO
    [self.webView removeObserver:self forKeyPath:@"canGoForward"];
    [self.webView removeObserver:self forKeyPath:@"title"];
    [self.webView removeObserver:self forKeyPath:@"estimatedProgress"];
}

• NSNotificationCenter：

- (void)viewDidLoad {

    //......

    // 添加響應(yīng)通知
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(tabBarBtnRepeatClick) name:BQTabBarButtonDidRepeatClickNotification object:nil];
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(titleBtnRepeatClick) name:BQTitleButtonDidRepeatClickNotification object:nil];
}

// 移除通知
- (void)dealloc {
    
//    [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self name:BQTabBarButtonDidRepeatClickNotification object:nil];
//    [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self name:BQTitleButtonDidRepeatClickNotification object:nil];

    // 或者使用一個(gè)語句全部移除
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];
}

四剥懒、編寫“ 異常安全代碼 ”時(shí)留意內(nèi)存管理問題

異常只應(yīng)在發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤后拋出。
用的不好會(huì)造成內(nèi)存泄漏：在try塊中合敦，如果先保留了某個(gè)對(duì)象，然后在釋放它之前又拋出了異常验游，那么除非catch塊能解決問題充岛，否則對(duì)象所占內(nèi)存就會(huì)泄漏。

原因：C++的析構(gòu)函數(shù)由Objective-C的異常處理例程來運(yùn)行耕蝉。由于拋出異常會(huì)縮短生命期崔梗，所以發(fā)生異常時(shí)必須析構(gòu)，不然就內(nèi)存泄漏垒在，而這時(shí)如果文件句柄（file handle）等系統(tǒng)資源沒有正確清理蒜魄，就會(huì)發(fā)生內(nèi)存泄漏。

• 捕獲異常時(shí)，一定要將try塊內(nèi)所創(chuàng)立的對(duì)象清理干凈谈为。
• ARC下旅挤，編譯器默認(rèn)不生成安全處理異常所需的清理代碼。如要開啟伞鲫，請(qǐng)手動(dòng)打開：-fobjc-arc-exceptions標(biāo)志粘茄。但很影響性能。所以建議最好還是不要用秕脓。但有種情況是可以使用的：Objective-C++模式柒瓣。

PS：在運(yùn)行期系統(tǒng)，C++與Objective-C的異撤图埽互相兼容芙贫。也就是說其中任一語言拋出的異常，能用另一語言所編的“異常處理程序”捕獲傍药。而在編寫Objective-C++代碼時(shí)屹培，C++處理異常所用的代碼與ARC實(shí)現(xiàn)的附加代碼類似，編譯器自動(dòng)打開-fobjc-arc-exceptions標(biāo)志怔檩，其性能損失不大褪秀。

最后，還是建議：

1. 異常只用于處理嚴(yán)重的錯(cuò)誤（fatal error薛训，致命錯(cuò)誤）
2. 對(duì)于一些不那么嚴(yán)重的錯(cuò)誤（nonfatal error媒吗，非致命錯(cuò)誤），有兩種解決方案：
   • 讓對(duì)象返回nil或者0（例如：初始化的參數(shù)不合法乙埃，方法返回nil或0）
   • 使用NSError

五闸英、以弱引用避免循環(huán)引用（避免內(nèi)存泄漏）

這條比較簡(jiǎn)單，內(nèi)容主旨就是標(biāo)題：以弱引用避免循環(huán)引用(Retain Cycle)

• 為了避免因循環(huán)引用而造成內(nèi)存泄漏介袜。這時(shí)甫何，某些引用需要設(shè)置為弱引用（weak）。
• 使用弱引用weak遇伞，ARC下辙喂，對(duì)象釋放時(shí)，指針會(huì)置nil鸠珠。

六巍耗、以 “自動(dòng)釋放池塊” 降低內(nèi)存峰值

• 默認(rèn)情況下：自動(dòng)釋放池需要等待線程執(zhí)行下一次事件循環(huán)時(shí)才清空，通常for循環(huán)會(huì)不斷創(chuàng)建新對(duì)象加入自動(dòng)釋放池里渐排，循環(huán)結(jié)束才釋放炬太。因此，可能會(huì)占用大量?jī)?nèi)存驯耻。
• 手動(dòng)加入自動(dòng)釋放池塊（@autoreleasepool）：每次for循環(huán)都會(huì)直接釋放內(nèi)存亲族，從而降低了內(nèi)存的峰值炒考。

尤其，在遍歷處理一些大數(shù)組或者大字典的時(shí)候霎迫，可以使用自動(dòng)釋放池來降低內(nèi)存峰值斋枢，例如：

NSArray *qiShare = /*一個(gè)很大的數(shù)組*/
NSMutableArray *qiShareMembersArray = [NSMutableArray new];
for (NSStirng *name in qiShare) {
    @autoreleasepool {
        QiShareMember *member = [QiShareMember alloc] initWithName:name];
        [qiShareMembersArray addObject:member];
    }
}

PS：自動(dòng)釋放池的原理：排布在“棧”中女气，對(duì)象執(zhí)行autorelease消息后杏慰，系統(tǒng)將其放入最頂端的池里（進(jìn)棧），而清空自動(dòng)釋放池就是把對(duì)象銷毀（出棧）炼鞠。而調(diào)用出棧的時(shí)機(jī)：就是當(dāng)前線程執(zhí)行下一次事件循環(huán)時(shí)缘滥。

七、用 “僵尸對(duì)象” 調(diào)試內(nèi)存管理問題

如上圖谒主，勾選這里可以開啟僵尸對(duì)象設(shè)置朝扼。開啟之后，系統(tǒng)在回收對(duì)象時(shí)霎肯，不將其真正的回收擎颖，而是把它的isa指針指向特殊的僵尸類（zombie class），變成僵尸對(duì)象观游。僵尸類能夠響應(yīng)所有的選擇子搂捧，響應(yīng)方式為：打印一條包含消息內(nèi)容以及其接收者的消息，然后終止應(yīng)用程序懂缕。

僵尸對(duì)象簡(jiǎn)單原理：在Objective-C的運(yùn)行期程序庫允跑、Foundation框架以及CoreFoundation框架的底層加入了實(shí)現(xiàn)代碼。在系統(tǒng)即將回收對(duì)象時(shí)搪柑，通過一個(gè)環(huán)境變量NSZombieEnabled識(shí)別是僵尸對(duì)象——不徹底回收聋丝，isa指針指向僵尸類并且響應(yīng)所有選擇子。

八工碾、不要使用retainCount

在蘋果引入ARC之后retainCount已經(jīng)正式廢棄弱睦，任何時(shí)候都沒法調(diào)用這個(gè)retainCount方法來查看引用計(jì)數(shù)了，因?yàn)檫@個(gè)值實(shí)際上已經(jīng)沒有準(zhǔn)確性了（而且在ARC環(huán)境下也調(diào)用不了）渊额。但是在MRC下還是可以正常使用的况木。

最后，特別致謝：《Effective Objective-C 2.0》第五章端圈。

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