iOS與OS X多線程和內(nèi)存管理（一）內(nèi)存管理

前言

讀完《iOS與OS X多線程和內(nèi)存管理》有一段時間了姊舵，當時是和《Effective Objective-C 2.0 編寫高質(zhì)量iOS與OS X代碼的52個有效方法》一起學習的喊积，個人認為這兩本書中有很多相輔相成的東西，很適合一起學習长已，現(xiàn)在有空閑時間技俐，就想把之前粗略的筆記進行一下簡單的整理旋恼，主要是書中的內(nèi)容整理和總結(jié)吏口，如有理解錯誤的地方，希望大家指出，我們一起學習和探討～

心得

內(nèi)存管理的內(nèi)容建議先閱讀《iOS與OS X多線程和內(nèi)存管理》中的內(nèi)容产徊，個人認為講解的很詳細和深入昂勒，閱讀完以后建議配合《Effective Objective-C 2.0 編寫高質(zhì)量iOS與OS X代碼的52個有效方法》中的內(nèi)存管理再次深入，這只是個人學習上的一點建議舟铜，希望對大家有幫助

內(nèi)容

自己生成的對象戈盈，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

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cocoa框架中Foundation框架類庫中NSObject類來負責內(nèi)存管理

一谆刨、自己生成的對象塘娶，自己所持有

使用以下名稱開頭的方法（并且方法名遵守駝峰式拼寫法），‘自己生成的對象只有自己持有’痊夭；調(diào)用該方法的調(diào)用者也意味著‘自己生成并持有對象’

alloc 
id obj = [[NSObject alloc]init];

new 
id obj = [NSObject new];

copy

mutableCopy

方法名命名實例：

//下列名稱也意味著自己生成并持有對象
allocMyObject
newThatObject
copyThis
mutablCopyYourObject
//不屬于同一類別的方法
allocated
newer
copying
mutableCopyed

二刁岸、非自己生成的對象，自己也能持有

使用除alloc她我、new虹曙、copy、mutableCopy以外的方法取得的對象鸦难，因為非自己生成并持有，所以自己不是該對象的持有者员淫，但是可以通過retain方法取得對象的持有權(quán)

id obj = [NSMutableArray array];//取得的對象存在合蔽，但自己不持有對象
[obj retain];//取得對象的持有權(quán)

三、不再需要自己持有的對象時釋放

注：自己持有的對象介返，一旦不再需要拴事，持有者有義務(wù)釋放該對象，釋放使用release方法

取得對象的持有權(quán)方式（包含釋放）：

/*
 * 通過alloc/new/copy/mutableCopy等方法‘自己生成并持有對象’
 */

 id obj = [[NSObject alloc] init];//自己持有對象
[obj release];  //釋放對象

/*
 * 通過alloc/new/copy/mutableCopy等開頭的自定義方法‘自己生成并持有對象’
 */

-（id）allocObject{
     id obj = [[NSObject alloc] init];//自己持有對象
    return obj;
}

//取得非自己生成并持有對象
 id obj1 = [obj0 allocObject];//因為allocObject符合命名規(guī)則圣蝎，所以意味著‘自己生成并持有對象’
[obj release]; //釋放對象

/*
 * 通過alloc/new/copy/mutableCopy等方法以外的方法‘取得非自己生成并持有對象’
 */
 id obj = [NSMutableArray array];//取得的對象存在刃宵，但自己不持有對象
[obj retain];//通過retain方法，自己持有對象  
[obj release]; //釋放對象

/*
 * 通過alloc/new/copy/mutableCopy等開頭以外的自定義方法‘取得非自己生成并持有對象’
 */
-（id）object{
     id obj = [[NSObject alloc] init];//自己持有對象
    [obj autorelease];//取得的對象存在徘公，但自己不持有對象牲证，使用NSMutableArray類的array類方法等可以取得誰都不持有的對象，同時通過‘a(chǎn)utorelease實現(xiàn)的’
    return obj;
}

 id obj1 = [obj0 object];//因為object不符合命名規(guī)則关面，所以意味著‘取得的對象存在坦袍，但自己不持有對象’
[obj1 retain];//也能通過retain方法將調(diào)用autorelease方法取得的對象變?yōu)樽约撼钟校? 
[obj release];  //釋放對象

四、非自己持有的對象無法釋放

可以并需要釋放對象的情況

用alloc/new/copy/mutableCopy方法生成并持有的對象
用retain方法持有的對象

不可以釋放對象的情況

自己生成并持有對象后等太，在釋放完不再需要的對象后再次釋放

   id obj = [[NSObject alloc] init];
  [obj release];
  [obj release];

取得的對象存在捂齐，但自己不持有的情況下釋放對象

  id obj1 = [obj0 object]
  [obj1 release];

五、allco/new/copy/mutableCopy實現(xiàn)

alloc

id obj =[NSObject alloc]
/*
* alloc方法實現(xiàn)
* 通過allocWithZone：類方法調(diào)用NSAllocateObject函數(shù)分配了對象
* NSAllocateObject函數(shù)通過調(diào)用NSZoneMalloc函數(shù)來分配存放對象所需的內(nèi)存空間缩抡，之后將內(nèi)存空間置0奠宜，最后返回作為對象而使用的指針
* 執(zhí)行alloc后對象的retainCount=1（不考慮其他因素，只執(zhí)行alloc后通過[obj retainCount]方法獲取的值）
*/
+（id）alloc{
   return [self allocWithZone : NSDfaultMallocZone()];
}
+(id) allocWithZone:(NSZone *)z{
 return NSAllocateObject(self , 0 ,z);
}

疑惑點
1、 NSAllocateObject函數(shù)通過調(diào)用NSZoneMalloc函數(shù)來分配存放對象所需的內(nèi)存空間压真，之后將內(nèi)存空間置0娩嚼，最后返回作為對象而使用的指針

為什么要內(nèi)存空間置0 ？
- 答：分配存放對象A所需的內(nèi)存空間榴都，可能之前屬于對象B并且存放很多B的東西待锈，現(xiàn)在分配給A后，要將內(nèi)存空間置0嘴高，防止野指針產(chǎn)生竿音。
知識點擴充：
- 產(chǎn)生野指針的成因：
  - 1、指針變量未初始化
  - 2拴驮、指針釋放后之后未置空
  - 3春瞬、指針操作超越變量作用域

總結(jié)

a、在objective-C的對象中存有引用計數(shù)這一整數(shù)值
b套啤、調(diào)用alloc或是retain方法后宽气，引用計數(shù)值加1
c、調(diào)用release后潜沦，引用計數(shù)值減1
d萄涯、引用計數(shù)值為0時，調(diào)用dealloc方法廢棄對象
e唆鸡、蘋果采用散列表（引用計數(shù)表）來管理引用計數(shù)

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f涝影、引用計數(shù)表各記錄中存有內(nèi)存塊地址，可以從各個記錄追溯到各對象的內(nèi)存塊
- f-a争占、有助于調(diào)試燃逻，即使出現(xiàn)故障導(dǎo)致對象占有的內(nèi)存塊損壞，只要引用計數(shù)表沒有被破壞臂痕，就可以確認各內(nèi)存塊的位置伯襟，另外在利用工具檢測內(nèi)存泄露時，引用計數(shù)表的各記錄有助于檢測各對象的持有者是否存在
  
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六握童、autorelease

autorelease會像C語言的自動變量那樣對待對象實例姆怪，當超出其作用域（NSAutoreleasePool對象的生存周期）時，對象實例的release實例方法會被調(diào)用澡绩，另外編程人員可設(shè)定變量的作用域
autorelease的具體使用方法：
- （1）生成并持有NSAutoreleasePool對象
- （2）調(diào)用已有分配對象的autorelesae實例方法
- （3）廢棄NSAutoreleasePool對象

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所有調(diào)用autorelease實例方法的對象片效，在廢棄NSAutoreleasePool對象時，都將調(diào)用release實例方法（只要不廢棄NSAutoreleasePool對象英古，那么生成的對象就不能被釋放）

  NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc]init];
  id obj = [[NSObject alloc]init];
  [obj release];
  [pool drain];//廢棄NSAutoreleasePool對象淀衣，相當于 [obj release];

程序主循環(huán)的NSRunLoop或者在其他程序可運行的地方，對NSAutoreleasePool對象進行生成召调、持有膨桥、廢棄處理

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autorelease如何實現(xiàn)

/*
* autorelease實例方法的本質(zhì)就是調(diào)用NSAutoreleasePool對象的addObject類方法
* addObject類方法調(diào)用正在使用的NSAutoreleasePool對象的addObject實例方法（如果嵌套生成或持有NSAutoreleasePool對象蛮浑，使用最內(nèi)側(cè)的對象）
* 調(diào)用NSObject類的autorelease實例方法，該對象將被追加到正在使用的NSAutoreleasePool對象中的數(shù)組中
*/
  [obj autorelease];
  
-(id)autorelease{
  [NSAutorelesaePool addObject:self];
}

// addObject類方法:
+（id）addObject:(id) anObj{
  NSAutorelesaePool *pool = 取得正在使用的NSAutorelesaePool對象;
  if(pool != nil){
      [pool addObject:anObj];
  }else{
     //NSAutorelesaePool對象非存在狀態(tài)下調(diào)用autorelease只嚣；
  }
}

 //NSAutoreleasePool對象的addObject實例方法
-(id)addObject:(id)anObj{
   [array addObject: anObj]  ;
 }

//通過drain實例方法廢棄正在使用的NSAutoreleasePool對象過程(數(shù)組中所有的對象都調(diào)用了release實例方法)
-(void)drain{
    [self dealloc];
}
-(void)dealloc{
    [self emptyPool];
    [array release];
}
-(void) emptyPool{
    for(id obj in array){
        [obj release];
  }
}

總結(jié)

在Cocoa框架中有很多類方法用于返回autorelease的對象（例如：NSMutableArray類中的arrayWithCapacity類方法）

  id array = [NAMutableArray arrayWithCapacity:1];
  //等同與以下代碼
  id array =[[[NAMutableArray alloc] initWithCapacity:1] autorelease] ;

可通過NSAutoreleasePool類中的非公開類方法showPools來確認已被autorelease的對象的狀況（該函數(shù)在檢查某對象是否被自動release時非常有用）

  [NSAutorelease showPools];

對象的autorelease實例方法沮稚，實現(xiàn)上是調(diào)用的都是NSObject類的autorelease實例方法

七、ARC規(guī)則

設(shè)置ARC是否有效
- -fno-objc-arc 無效
- -fobjc-arc 有效（默認）

所有權(quán)修飾符

OC編程中為了處理對象册舞，可將變量類型定義為id類型或各種對象類型
- 對象類型：就是指向NSObject這樣的OC類的指針蕴掏，例如NSObject *
- id類型：用于隱藏對象類型的類名部分
- ARC有效時，id類型和對象類型上必須附加所有權(quán)修飾符
所有權(quán)修飾符
- _strong修飾符
- _weak修飾符
- _unsafe_unretained修飾符
- _autoreleaseing修飾符

_strong修飾符

_strong修飾符是id類型和對象類型默認的所有權(quán)修飾符

id obj = [[NSObject alloc] init];
//等價于
id _strong obj = [[NSObject alloc] init];

源代碼ARC無效時情況

/*
* 情況一
*/
id obj = [[NSObject alloc] init];
//等價于
id obj = [[NSObject alloc] init];//ARC無效時

/*
* 情況二
*/
id _strong obj = [[NSObject alloc] init];
//等價于
id obj = [[NSObject alloc] init];
[obj release];//為了釋放生成并持有的對象调鲸，增加調(diào)用了release方法

_strong修飾符表示對對象的‘強引用’盛杰，附有_strong修飾符的變量obj在超出其變量的作用域時，即在該被變量被廢棄時藐石，隨著強引用的失效即供，引用的對象會隨之釋放
_strong修飾符的變量，不僅只在變量的作用域中于微，在賦值上也可以管理其對象的所有者

//obj0持有對象A的強引用
id obj0 = [[NSObject alloc] init];/*對象A*/
//obj1持有對象B的強引用
id obj1 = [[NSObject alloc] init];/*對象B*/
/*
* obj0持有由obj1賦值的對象B的強引用
* 因為obj0被賦值逗嫡，所以原先持有的對對象A的強引用失效
* 對象A的持有者不存在，因此廢棄對象A
* 此時持有對象B的強引用的變量為obj0 和obj1
*/
obj0 = obj1株依；

_strong _weak _autorelease修飾符驱证，可以保證將附有這些修飾符的自動變量初始化為nil
通過_strong修飾符，不必再次鍵入retain和release
只要通過對帶有_strong修飾符的變量賦值就可達成‘自己生成的對象恋腕，自己持有’和‘非自己生成的對象抹锄，自己也能持有’
通過廢棄帶_strong修飾符的變量（變量作用域結(jié)束、成員變量所屬對象廢棄）或者對變量賦值吗坚，都可達到‘不在需要自己持有的對象時釋放’

_weak修飾符

循環(huán)引用：就是應(yīng)當廢棄的對象在超出其生命周期后繼續(xù)存在祈远，循環(huán)引用容易發(fā)生內(nèi)存泄露

{
//test0持有Test對象A的強引用
id test0 =[[Test alloc] init];/*對象A*/
//test1持有Test對象B的強引用
id test1 =[[Test alloc] init];/*對象A*/
/*
* Test對象A的obj_成員變量持有Test對象B的強引用
* 此時持有Test對象B的強引用變量為test1呆万、Test對象A的obj_
*/
[test0 setObject: test1];

/*
* Test對象B的obj_成員變量持有Test對象A的強引用
* 此時持有Test對象A的強引用變量為test0商源、Test對象B的obj_
*/
[test1 setObject: test0];
}
/*
* 因為test0變量超出其作用域，強引用失效谋减，自動釋放Test對象A
* 因為test1變量超出其作用域牡彻，強引用失效，自動釋放Test對象B
* 此時持有Test對象B的強引用變量為Test對象A的obj_
* 此時持有Test對象A的強引用變量為Test對象B的obj_
* 內(nèi)存泄露
*/

_weak修飾符于_strong修飾符相反出爹，提供弱引用庄吼，弱引用不能持有對象實例
將自己生成并持有的對象賦值為附有_weak修飾符的變量，因為弱引用不能持有對象严就，在超出其變量的作用域時总寻，對象就沒有了持有者，所以廢棄該對象
_weak修飾符梢为，在持有某對象的弱引用時渐行，若該對象被廢棄轰坊，則此弱引用將自動失效且處于nil被賦值的狀態(tài)
_weak修飾符可避免循環(huán)引用，通過檢查 _weak修飾符的變量是否為nil祟印，可以判斷被賦值的對象是否已廢棄

_unsafe_unretained修飾符

盡管ARC式的內(nèi)存管理時編譯器的工作肴沫，但附有_unsafe_unretained修飾符的變量不屬于編譯器內(nèi)存管理對象

_autorelease修飾符

ARC有效時不能使用autorelease方法，也不能使用NSAutoreleasePool類
ARC有效時,通過將對象賦值給附有_autorelease修飾符的變量來代替調(diào)用autorelease方法蕴忆，將對象注冊到autoreleasepool
非顯示使用_autorelease修飾符
- 編譯器檢查方法名是否已alloc/new/copy/mutableCopy開始颤芬，如果不是則自動將返回值的對象注冊到autoreleasepool（init方法返回值的對象不注冊到autoreleasepool）
- 在使用_weak修飾符的變量時就必然要使用注冊到autoreleasepool中的對象
- id的指針或?qū)ο蟮闹羔樤跊]有顯示指定時會被附加_autorelease修飾符（id * 類型默認為‘id _autorelease ’* 類型）
賦值給對象指針時，所有權(quán)修飾符必須一致
NSRunLOop等實現(xiàn)無論ARC有效還是無效套鹅，均能隨時釋放注冊到main函數(shù)中autoreleasepool中的對象

ARC規(guī)則

不能使用retain/release/retainCount/autorelease
不能使用NSAllocateObject/NSDeallocateObject
必須遵守內(nèi)存管理的命名規(guī)則
不能顯示調(diào)用dealloc
使用@autorelease塊代替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
顯示轉(zhuǎn)化‘id’和‘void’

1站蝠、不能使用retain/release/retainCount/autorelease

設(shè)置ARC有效時，禁止再次鍵入retain/release代碼
retainCount獲取的值不準確芋哭，不建議使用

2沉衣、不能使用NSAllocateObject/NSDeallocateObject

會引起編譯錯誤（同retain/release）

3、必須遵守內(nèi)存管理的命名規(guī)則

ARC有效時追加一天命名規(guī)則init（駝峰式）
- 已init開頭的方法减牺，該方法必須時‘實例方法’
- 并且必須要返回對象
- 返回的對象應(yīng)為id類型或該方法聲明的對象類型豌习，抑或是該類的超類型或子類型
- 返回對象并不注冊到autoreleasepool上
- 基本上只是對alloc方法返回的對象進行初始化處理并返回該對象

4、不能顯示調(diào)用dealloc

無論ARC是否有效拔疚，只要對象的所有者都不持有該歇對象肥隆，該對象就被廢棄，對象廢棄稚失，不管ARC是否有效栋艳，都會調(diào)用dealloc方法
ARC有效不能顯示調(diào)用dealloc

//ARC無效時
-(void)dealloc{
    [super dealloc];
}
//ARC有效時（ARC會自動處理，ARC有效不能顯示調(diào)用dealloc所以不必書寫 [super dealloc]）
-(void)dealloc{
 
}

dealloc方法在大多數(shù)情況下還適用于刪除已注冊的代理或者觀察者對象

-(void)dealloc{
   [ [NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];
}

八句各、屬性

當ARC有效時吸占，OC類的屬性也發(fā)生變化

@property (nonatomic , strong) NSString * name;

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copy屬性不是簡單的賦值，它賦值的是通過NSCopying接口的copyWithZone：方法復(fù)制的復(fù)制源所生成的對象
在聲明類成員變量時凿宾，如果同屬性聲明中的屬性不一致則會引起編譯錯誤

/*
*錯誤舉例
*/
/聲明id型obj成員變量
id obj;

//定義其屬性聲明為weak
@property (nonatomic , weak) id obj;

/*
*正確舉例1
*/
/聲明id型obj成員變量
id   _weak obj;

//定義其屬性聲明為weak
@property (nonatomic , weak) id obj;


/*
*正確舉例2
*/

//聲明id型obj成員變量
id  obj;

//定義其屬性聲明為strong
@property (nonatomic , strong) id obj;

九矾屯、數(shù)組

除_unsafe_unretained修飾符以外， _strong修飾符初厚、 _weak修飾符件蚕、 _autorelease修飾符保證其指定的變量，數(shù)組初始化為nil

十产禾、ARC實現(xiàn)