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  • iOS开发-内存管理

    内存管理

    对于这篇呢,其实现在都是ARC模式,正常状态下基本不用我们去手动释放内存,所以如果不是要面试呀、装逼或者扎实功底的,就先别看了或者了解下即可,因为像面试时,有些面试官想看你的基础时,就有些人会问,现在工作基本不会用到。

    学习目标

    1. 掌握内存管理的原理

    2. 掌握手动内存管理

    ===============================================

    1.需要理解的知识

    1.1内存管理

    1.1.1 C的内存管理,以及麻烦之处

    char *p = (char *)malloc(100*sizeof (char)); 

    这是C的动态内存分配,我们手动跟系统申请了100个字节的内存;或者说系统在堆里开辟了100个字节的空间,并将这个空间的首地址返回给指针变量p。

    strcpy(p,"Hello World!");

    将字符串拷贝给指针变量p指向的内存空间。

    puts(p);

    将p指针指向的内存空间里的字符串打印出来。

    free(p);

    使用完成后,手动跟系统释放内存空间;或者说系统回收空间。

    如上就是C里简单的内存管理。

    C的内存管理,我们手动申请,手动释放。这样来看,我们只需要注意两个问题就好了:

    1,申请内存,使用完成后需要释放,如果不释放会造成内存泄露。

    2,不能多次释放,如果多次释放,则会崩溃。

    但是,如果项目比较复杂,需要有几十上百号人一起分工完成,就很容易出现问题。

    比方说我们开辟了一块内存空间,里存放了一块很有用的数据。但是,这个数据不只有我在这一块代码里用,甚至有多个人,在程序的多个地方使用。这样造成的结果就是,就算我使用完成这块内存,我也不能去释放他,因为我不能确定,别人在别的地方是否还需要使用这块内存。内存泄露在所难免了。

    OC的内存管理:

    1.1.2 引用计数(retainCount)

    对于一块动态申请的内存,有一个人(指针)使用,就给这个内存的计数器加1,使用完成后,就给这个计数器减1,当这个内存的引用计数为0了,我们再释放他,这样,上面的问题就解决了。OC,就是使用引用计数这种方式来管理内存的。

    1.1.3 内存管理的黄金法则

    对于引用计数来说,有一套内存管理的黄金法则:

    The basic rule to apply is everything that increases the reference counter with alloc, [mutable]copy[withZone:] or retain is in charge of the corresponding [auto]release.

    如果对一个对象使用了alloc、copy、mutablecopy、retain,new,那么你必须使用

    相应的release或者autorelease。

    通俗一点的说法就是谁污染谁治理。

                

    1.1.4 objective-C的内存管理遵守下面这个简单的策略:

    1.你拥有你创建的对象,也就是说创建的对象(使用alloc,new,copy或者mutalbeCopy等方法)的初始引用计数是1。

    2.给对象发送retain消息后,你拥有了这个对象 ,retainCount+1

    3.当你不需要使用该对象时,发送release或者autorelease消息放弃这个对象

    4.不要对你不拥有的对象发送“放弃”的消息

    1.1.4 MRC和ARC

    ARC Automatic Reference Counting,自动引用计数,由xcode,帮我们去管理内存。

    MRC Manual  Reference Counting,手动引用计数,我们手动管理内存。

    Xcode 5.0  版本以后默认是ARC模式,

    1.1.5 如何将工程改为MRC

    xcode5,工程创建的时候是ARC的,我们如果想要MRC,需要进行如下设置。

    选中工程 - target - Bulid Settings -Automatic Reference Counting改为NO。

    1.1.6 ARC执行了新的规则

    ● 开发者不能显示调用dealloc;不能实现和调用retain、release、retainCount和autorelease。

    禁止使用@selector(retain),@selector(release)等等。

    开发者仍可以实现dealloc方法,如果你想管理资源而不是变量。

    ARC中自定义的dealloc方法,不需要调用[super dealloc](其实这样做就会导致编译错误),编译器会强制自动链接到父类。

    开发者仍可以对Core Foundation-style对象,使用CFRetain,CFRelease和其他相关方法。

    ● 开发者不能使用NSAutoreleasePool对象。ARC下使用@autoreleasepool,它比NSAtuoreleasePool更有效率。

    为了配合手动引用计数,ARC的方法命名有限制:

    ● 访问器方法不能已new开头,反过来就是:开发者不能声明一个已new开头的属性,除非你给你指定一个getter

    // 不正确 
    @property NSString *newTitle;   
        
    // 正确 
    @property (getter=theNewTitle) NSString *newTitle;  
     

    1.1.7.野指针错误形式在Xcode中通常表现为:Thread 1EXC_BAD_ACCESS(code=EXC_I386_GPFLT)错误。因为你访问了一块已经不属于你的内存。

    2.需要记住的知识

    2.1 alloc与release

    创建一个Dog类

    @interface Dog : NSObject
    
      @end
    
      @implementation Dog
    
      - (void)dealloc
    
      {
    
        NSLog(@"dog dealloc");
    
        [super dealloc];
    
      }
    
      @end

      delloc里的析构函数,当对象销毁的时候,会自动调用这个方法,我们在这里重写这个方法。

      在main函数里,写入如下代码:

       

    int main(int argc, const char * argv[])
    
      {
    
        @autoreleasepool {
    
            Dog *dog = [[Dog alloc] init];
    
         }
    
        NSLog(@"程序即将退出");
    
        return 0;
    
      }

      从终端打印信息来看,程序即将退出这条打印之前,已经打印dog dealloc,也就是说在程序运行结束前,dog对象已经销毁了。这个是ARC,由xcode帮我们管理dog对象。

      将ARC改为MRC,再执行程序,dog对象并没有销毁,因为我们现在是手动管理了,我们需要遵守内存管理的黄金法则,Dog *dog = [[Dog alloc] init]; 我们需要对dog进行release。将main函数代码改为如下形式:

    int main(int argc, const char * argv[])
    
    {
    
        @autoreleasepool {
    
            Dog *dog = [[Dog alloc] init];
    
         [dog release];
    
         }
    
        NSLog(@"程序即将退出");
    
        return 0;
    
    }

    再次执行程序,从打印可以看出,dog对象,已经销毁。这就是黄金法则,我们对dog进行alloc,就要对dog进行release。

    注意,release 并不是销毁对象,让对象的引用计数减1,当对象的引用计数为0的时候,自动调用dealloc方法,销毁对象。

    2.2 retain与retainCount

    retain,将对象进行保留操作,也就是使对象的引用计数加1。

    retainCount,打印一个对象的引用计数。

    2.3 类的复合中使用

    在上面代码中,增加Person类

    @interface Person : NSObject {
    
      // 一个人,养了一条狗(持有一条狗)
    
        Dog *_dog;
    
      }
    
      - (void)setDog:(Dog *)dog;
    
      - (Dog *)dog;
    
      @end
    
      @implementation Person
    
      /* 版本1 (有问题) 人并没有真正持有狗,如果在main函数里[dog release],让dog的引用计数减1,就变为0,dog就销毁了。
    
        - (void)setDog:(Dog *)dog
    
      {
    
        _dog = dog;
    
      }
    
        */
    
     
    
      /* 版本2 (有问题) 如果人再持有别的狗,就会造成第一条狗得不到释放,内存泄露。
    
      - (void)setDog:(Dog *)dog
    
      {
    
        _dog = [dog retain];
    
      }
    
        */
    
     
    
      /* 版本3 (有问题) 如果本来持有一条狗,又重新设置这条狗,先进行release,这个时候,很可能dog就销毁了,然后,就没法再次retain了。
    
      - (void)setDog:(Dog *)dog
    
      {
    
        [_dog release];
    
        _dog = [dog retain];
    
      }
    
        */
    
     
    
      // 版本4 OK!,标准写法
    
      - (void)setDog:(Dog *)dog
    
      {
    
        if (_dog != dog) {
    
             [_dog release];
    
              _dog = [dog retain];
    
          }
    
      }
    
     
    
      - (Dog *)dog
    
      {
    
        return _dog;
    
      }
    
     
    
      - (void)dealloc
    
      {
    
        NSLog(@"person dealloc");
    
      // 人在销毁的时候,一并将持有的dog对象销毁
    
        [_dog release];
    
        [super dealloc];
    
      }

     

    //MRC:

    黄金法则:

    只要使用了alloc/retain/copy/mutableCopy,new, 创建了对象

    那么就必须使用release进行释放,

    ———总结一句话就是:谁创建,谁负责释放

    retain   —  使对象的引用计数+1, 如果指针需要去持有这个对象

    需要使用retain

    retainCount:  返回对象的引用计数值 

    release :  — 使对象的引用计数 -1, 而不是释放对象

    dealloc:对象销毁的时候(也就是retainCount为0的时候)自动调用这个方法

    MRC:

    2.4 @property retain,assign,copy展开

    2.4.1 retain展开

    如上代码里,Person的setter和getter方法,也可以用property,写成如下形式

    @property (nonatomic, retain) Dog *dog;

                 则会展开如下:

    - (void)setDog:(Dog *)dog
    
    {
    
      if (_dog != dog)
    
      {
    
        [_dog release];
    
        _dog = [dog retain];
    
      }
    
    }

    2.4.2 assign展开

      //简单数据类型 ,OC的内存管理对于简单的数据类型 intfloat…, 

       

    @property (nonatomic, assign) Dog *dog;,assign是直接赋值,则会展开如下:
    
    - (void)setDog:(QFDog *)dog
    
    {
    
      _dog = dog;
    
    }

      2.4.3 copy展开  , 复制一份原来的对象

    //copy 多用于字符串

    @property (nonatomic, copy)NSString *name;
    
               展开如下:
    
    - (void)setName:(NSString *)name
    
    {
    
      if (_name != name)
    
      {
    
        [_name release];
    
        _name = [name copy];
    
      }
    
    }

    2.4 字符串内存管理

      2.4.1 字符串的内存管理

      // 对于字符串而言,非常不遵守黄金法则! (如果从字符串的引用计数来看,乱七八糟!) 这只是一个表象! 其实内部还是遵循的!!

            // 我们要做的是,我们依旧遵守我们的黄金法则!

           

    因此,如果是NSString,我们的property格式写成如下: @property (nonatomic, copy) NSString *name;

    2.4.2 copy和mutableCopy

           

    2.5 数组的内存管理

    结论

      1)当我们创建数组的时候,数组会对每个对象进行引用计数加1

      2)当数组销毁的时候,数组会对每个对象进行引用计数减1

      3)当我们给数组添加对象的时候,会对对象进行引用计数加1

      4)当我们给数组删除对象的时候,会对对象进行引用计数减1

      总之,谁污染谁治理,管好自己就可以了(数组内部也遵守内存管理)。

    2.6 autorelease与autoreleasepool

    在main函数里写如下代码:

    int main(int argc, const char * argv[])
    
      {
    
        @autoreleasepool {
    
               Dog *dog = [[Dog alloc] init];
    
          //dog并没有马上销毁,而是延迟销毁,将dog对象的拥有权交给了autoreleasepool
    
          [dog autorelease];
    
          //这个是可以打印的,因为打印完dog的引用计数后,dog对象才销毁
    
          NSLog(@"retainCount = %lu",dog.retainCount);
    
         }
    
        NSLog(@"程序即将退出");
    
        return 0;
    
      }

      autoreleasepool相当于一个数组,如果哪个对象发送autorelease消息,实际将对象的拥有权交给了autoreleasepool;当autoreleasepool销毁的时候,autoreleasepool里持有的对象都发送一个release消息。

    2.7 加方法的内存管理 

      我们用加方法创建的对象,不用我们release,是因为类内部的实现使用了autorelease,延迟释放

      在Dog类的声明里增加一个加方法

      + (id)dog;

      在Dog类的实现里进行实现

      + (id)dog

      {

    注意,这里不要写成release,如果是release,那么刚创建就销毁了,使用autorelease,使得将对象的拥有权交给了自动释放池,只要自动释放池没有销毁,dog对象也就不会销毁。

    return [[[Dog alloc] init] autorelease];

      }

     

    2.8  对于自动内存释放简单总结一下:

    1.                1 autorelease方法不会改变对象的引用计数器,只是将这个对象放到自动释放池中;
    2. 自动释放池实质是当自动释放池销毁后调用对象的release方法,不一定就能销毁对象(例如如果一个             对象的引用计数器>1则此时就无法销毁);
    3. 由于自动释放池最后统一销毁对象,因此如果一个操作比较占用内存(对象比较多或者对象占用资源比较多),最好不要放到自动释放池或者考虑放到多个自动释放池;
    4. ObjC中类库中的静态方法一般都不需要手动释放,内部已经调用了autorelease方法;

    =====================================

    ARC模式下的关键字:

    __strong/__weak/__unsafe_unretain

    开发者需要正确修饰变量。使用下面的格式来修饰变量声明。

                 类名*  修饰  变量名

                 例如:

           MyClass * __weak myWeakReference;   
           MyClass * __unsafe_unretained myUnsafeReference; 

    对应的@property 参数分别为

    strong/weak/unsafe_unretain

    __strong : 强引用,相当于MRC下的retain,指针对对象具有决定的占

                                有,默认情况。

    __weak :     弱引用,指针对对象不具有决定的占有,相当于MRC下的

          assign,对象释放后,指针赋值为nil。

    __unsafe_unretain:弱引用,指针对对象不具有决定的占有,相当于MRC下的assign,对象释放后,指针为悬垂指针(不会赋值为nil),可以会出现野指针,不建议使用。

    @property(nonatomic, strong) xxx

    //set 类似于 retain 展开  [name retain]

    @property(nonatomic, weak)  xxx

    //类似于 assign

    @property(nonatomic, unsafe_unretain) xxx

    //类似于 assign

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