Memory Management in Cocoa Program

内存管理模型基于对象的引用计数。一个对象至少有一个拥有者。如果一个对象没有拥有者，运行时系统会自动destroy它。为了保证正确清除掉拥有的调用，Cocoa设定了以下的基本准则。

 

基本准则：

• 创建一个对象，你就持有了它。（创建一个对象的方法往往是已“alloc”，“new”，“copy”或者“mutableCopy”为前序）
• 可以通过retain去持有一个对象
• 当不再需要对象时，就要清除掉持有对象的引用（通过发送release或者autorelease消息）
• 不持有的对象不需要清除掉引用（例如[NSString stringWithFormat:""]的对象就是你没有持有的对象，不需要release）

 

Autorelease

 

autorelease的作用是延迟发送一个release消息。发送的时间是当前autorelease pool block的最后。

 

 

通过引用返回的对象

 

在Cocoa中，一些方法是通过引用返回的对象，这种对对象是没有持有的，不需要release。例如：NSError

 

NSString *fileName = <#Get a file name#>;
NSError *error;
NSString *string = [[NSString alloc] initWithContentsOfFile:fileName
encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
if (string == nil) {
// Deal with error...
}
// ...
[string release];

 

 

实现dealloc方法清除引用

 

当一个对象没有引用技术时，dealloc会被调用，用于清除掉该对象拥有的内存，释放资源。

 

注意，不要直接调用一个对象的dealloc方法，而且必须要调用super的dealloc方法。

 

内存管理实践

 

通过访问器方法（Accessor Methods）

 

@interface Counter : NSObject
@property (nonatomic, retain) NSNumber *count;
@end;

 

count属性的get和set方法相当于：

 

- (NSNumber *)count {
return _count;
}
 
- (void)setCount:(NSNumber *)newCount {
[newCount retain];
[_count release];
// Make the new assignment.
_count = newCount;
}

 

使用访问器方法设置属性值

 

如果你需要实现reset方法，重置属性值，有三种实现去使用set方法：

 

- (void)reset {
NSNumber *zero = [[NSNumber alloc] initWithInteger:0];
[self setCount:zero];
[zero release];
}

因为zero是通过alloc创建的，所以需要release。

 

- (void)reset {
NSNumber *zero = [NSNumber numberWithInteger:0];
[self setCount:zero];
}

 

这里通过一个便捷的构造方法numberWithInteger去创建对象，不需要retain和release。

 

- (void)reset {
NSNumber *zero = [[NSNumber alloc] initWithInteger:0];
[_count release];
_count = zero;
}

这种方法大多的cases中是能够正确使用的，但是很容易引致一些错误，例如，忘记retain或者release。另外注意的是，如果你使用key-value去监测它的变化，通过这种方法是不适用KVO的。

 

不要在初始化方法和dealloc方法中使用访问器方法

 

初始化方法正确的写法是：

 

- init {
self = [super init];
if (self) {
_count = [[NSNumber alloc] initWithInteger:0];
}
return self;
}

 

或者

 

- initWithCount:(NSNumber *)startingCount {
self = [super init];
if (self) {
_count = [startingCount copy];
}
return self;
}

 

dealloc的正确写法是：

 

- (void)dealloc {
[_count release];
[super dealloc];
}

 

 

通过弱引用防止retain循环

 

 

 

retain循环的例子：一个document对象有一个page对象，而一个page对象有一个属性去引用它所在的document对象，这就产生了retain循环。

 

解决retain循环的方法是使用弱引用，弱引用不是持有的关系。

 

上面的引用图中，为了保证完整的保持graph对象，就必须要是强引用，即retain。（因为如果不是强引用，pages和paragraphs都可能因为没有owners而导致dealloc）。Cocoa有一个约定，“父”对象对“子”对象强引用，相反为弱引用。

 

需要注意，给一个弱引用对象发消息，如果对象被dealloc了，程序就crash了。大部分情况下，被弱引用的对象应该知道引用它的对象，如果它dealloc要通知引用它的对象。例如，你注册了一个对象到notification center，notification center就持有一个对对象的弱引用。如果对象dealloc了，就需要unregister该对象，防止notification center向对象发信息。

 

Collection类持有它们的内部对象

 

当你添加一个对象到一个collection（例如array，dictionary和set）中，collection对象就持有该对象。当对象从collection移除或者collection自己release掉，引用就会被清除掉。

 

使用Autorelease Pool Block

 

autorelease pool block提供一种机制，使能够不用立刻清除掉对对象的引用。通常情况下，不需要创建自己的autorelease pool block，但是某些特殊的情况下，会有这种需求。

 

关于Autorelease Pool Block

 

@autoreleasepool {
// Code that creates autoreleasedobjects.
}

 

在autorelease pool block的最后，所有之前收到了autorelease消息的对象都会收到release消息。

 

Cocoa总是希望所有的代码都是在autorelease pool block里面执行，否则，autorelease的对象就不会收到release消息，从而就会内存泄漏。如果在autorelease pool block外，发送一个autorelease消息，Cocoa会在日志中打印一个错误得消息。Appkit和UIKit framework在一个autorelease pool block里面遍历处理所有的事件循环。所以，尽量不要创建自己的autorelease pool block，只有下面三种情况可以创建自己autorelease pool block：

• 写一个和UI framework无关的程序，例如一个命令行工具。
• 创建一个很多临时对象的循环。（例如，在一个循环中，产生大量的临时对象，希望在下一个循环开始之前释放这些对象）
• 创建另外一个线程。

 

使用local autorelease pool block去降低高峰内存占用

 

好多时候要创建大量的临时对象，这些对象在autorelease pool block结束之前一直占用着内存空间，这种情况就可以创建自己的autorelease pool block。例如：

 

NSArray *urls = <# An array of file URLs #>;
for (NSURL *url in urls) {
@autoreleasepool {
NSError *error;
NSString *fileContents = [NSString stringWithContentsOfURL:url
encoding:NSUTF8StringEncodingerror:&error];
/* Process the string, creating and autoreleasing more objects. */
}
｝

 

在autorelease pool block之后，你就应该认为对象被释放了。不要向这个对象发送消息，或者把它返回给调用者，如果你非要这样做，就需要在autorelease pool block中retain该调用，然后在autorelease pool block外面发送autorelease消息给它。例如：

 

– (id)findMatchingObject:(id)anObject {
id match;
while (match == nil) {
@autoreleasepool {
/* Do a search that creates a lot of temporary objects. */
match = [self expensiveSearchForObject:anObject];
if (match != nil) {
[match retain]; /* Keep match around. */
}
}
}
return [match autorelease]; /* Let match go and return it. */
}

 

 

autorelease pool block和线程

 

Cocoa应用中的每一个线程都会维护有自己的autorelease pool block栈。如果你需要写一个仅仅以来Foundation的程序或者分配一个新线程，你就需要创建自己的autorelease pool block。

 

如果你的应用或者线程是长时间运行并产生大量autorelease对象的，你就需要创建autorelease pool block。否则，autoreleased 对象就会堆积，内存空间就会不断上升。如果你的分配的线程不需要调用Cocoa的东西，就不需要使用autorelease pool block。

 

 

注意：如果创建的另外一个线程使用的是POSIX 线程API而不是NSThread，你不能使用Cocoa，除非Cocoa是多线程模式的。Cocoa只有在另外创建了第一条NSThread线程后，才会进入多线程模式。所以如果要在POSIX线程中使用Cocoa，就需要应用先额外至少创建一条NSThread，这个NSThread可以立刻退出。可以用NSThread的isMutiThread方法测试一下Cocoa是否在多线程模式下。