OC - OC的内存管理机制

导读

  • 一、为什么要进行内存管理
  • 二、内存管理机制
  • 三、内存管理原则
  • 四、MRC手动内存管理
  • 五、ARC自动内存管理
  • 六、Autorelease自动释放池
  • 参考:http://www.jianshu.com/p/7903c8283e26

一、 为什么要进行内存管理

  1. 移动设备分配给每个App的内存有限,App运行中会创建大量对象, OC对象存储在堆中,系统不会自动释放堆中的内存,对象没有及时释放,就会占用大量内存,系统会发出内存警告,对应用运行造成影响。
  • 相关概念:
    内存泄露:代码块结束时其内部的所有局部变量会被回收,指向对象的指针也被回收,如果对象没有指针指向,但依然存在于内存中,造成内存泄露。
    野指针错误:访问了一块坏的内存(已经被回收的,不可用的内存)。
    僵尸对象:所占内存已经被回收的对象,僵尸对象不能再被使用。(打开僵尸对象检测)
    空指针:没有指向任何东西的指针(存储的东西是0、null、 nil),给空指针发送消息不会报错。

二、内存管理机制

  1. 在C#中都有GC在自动管理内存,但是在OC中没有垃圾回收机制,OC提供了一套机制来管理内存,即“引用计数”(retain counting):
  • 每一个对象都有一个引用计数(retain count),对象被创建的时候,引用计数的值是1 当调用对象的alloc、retain、new、copy方法之后引用计数器值自动在原来的基础上加1,当调用对象的release方法之后引用计数器值减1,调用autorelease 使对象的引用计数在未来的某个时候减1, 当引用计数值是0的时候,对象将被销毁。
  • 在每个OC对象内部,都专门有4个字节的存储空间来存储引用计数器。
内存管理范围:任何继承NSObject的对象;OC中的基本类型存储在栈上,由系统进行管理。 
内存管理方法有:MRC(手动引用计数)、ARC(自动引用计数)、Autorelease(自动释放池)。

三、内存管理原则

  1. 谁创建, 谁release。
    如果你通过alloc、new、copy来创建了一个对象,那么你就必须调用release或者autorelease方法。不是你创建的就不用你去负责。
  2. 谁retain, 谁release。
    只要你调用了retain,无论这个对象时如何生成的,你都要调用release。
  3. 除了alloc、new或copy之外的方法创建的对象在内部都被声明了autorelease,如[UIButton buttonWithType:]
  4. 在一定的代码段内,对同一个对象所做的copy、alloc和retain的操作次数应当与release和 autorelease操作的次数相等。
    Apple官网内存管理三定律
    1. 一个对象可以有一个或多个拥有者
    2. 当对象一个拥有者都没有时,就会被回收
    3. 一个对象如果想保留不被回收,必须具有拥有者

四、MRC手动引用计数

  • 在引入ARC(Automatic Reference Counting)自动引用计数机制之前,OC的内存管理需要由开发人员手动维护即MRC。
  • 在Xcode4.2之后的版本中😔引入了ARC,程序编译时,Xcode可以自动为你的代码添加内存释放代码,如果编写手动释放代码Xcode会报错,因此如果使用的Xcode4.2之后的版本,必须手动关闭ARC,这样才有助于我们理解OC的内存管理机制。
  • 为了理解OC的内存管理机制,需要在Xcode中关闭ARC:项目属性—Build Settings--搜索“garbage”找到Objective-C Automatic Reference Counting设置为No即可。


(一) Set方法的代码规范
  1. 基本数据类型:直接复制
    -(void)setAge:(int)age
    {
    _age=age;
    }
  2. OC对象类型
    -(void)setCar:(Car *)car
    {
    //先判断是不是新传进来的对象
    If(car!=_car)
    {
    //对旧对象做一次release
    [_car release];//若没有旧对象,则没有影响
    //对新对象做一次retain
    _car=[car retain];
    }
    }
(二) dealloc方法的代码规范
  1. 一定要[super dealloc],而且要放到最后
  2. 对self(当前)所拥有的的其他对象做一次release操作
    -(void)dealloc
    {
    [_car release];
    [super dealloc];
    }
(三) 实例代码规范
  1. WZKPerson.h
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface WZKPerson : NSObject
@property(nonatomic,copy)NSString *name;
@property(nonatomic,assign)NSInteger age;
@end
  • WZKPerson.m
    #import "WZKPerson.h"
    @implementation WZKPerson
    -(void)dealloc
    {
    self.name=nil;
    /*最后一定要调用父类的dealloc方法;
    目的:一是父类可能有其他引用对象需要释放;二是当前对象真正的释放操作是在super的dealloc中完成的;
    */
    [super dealloc];
    }
    @end

  • main.m(部分代码)
    //调用alloc,引用计数+1
    WZKPerson *personTest=[[WZKPerson alloc] init];
    personTest.name=@"test";
    personTest.age=30;

    //输出personTest对象的引用计数
    NSLog(@"personTest的引用计数:%lu",[personTest retainCount]);
    //输出结果:personTest的引用计数:1
    
    //执行personTest的dealloc方法
    //调用过release方法之后,personTest指向的对象就会被销毁,但是此时变量personTest中还存放着WZKPerson对象的地址
    [personTest release];
    
    //如果不设置personTest=nil,则personTest就是一个野指针,它指向的内存不属于这个程序,非常危险
    personTest=nil;
    
    //如果不设置personTest=nil,此时再调用personTest的release方法会报错
    //如果设置了personTest=nil,此时personTest已经是空指针了,则oc中给空指针发送消息是不会报错的
    [personTest release];
    
    WZKPerson *personTest2=[[WZKPerson alloc] init];
    personTest2.name=@"test2";
    personTest2.age=30;
    
    //输出结果:personTest的引用计数:1
    NSLog(@"personTest2的引用计数:%lu",[personTest2 retainCount]);
    
    //引用计数+1
    [personTest2 retain];
    //输出结果:personTest的引用计数:2
    NSLog(@"personTest2的引用计数:%lu",[personTest2 retainCount]);
    
    //引用计数-1
    [personTest2 release];
    //输出结果:personTest的引用计数:1
    NSLog(@"personTest2的引用计数:%lu",[personTest2 retainCount]);
    
    //执行personTest2的dealloc方法
    [personTest2 release];
    
    personTest2=nil;
    
  • 在上述代码中,可以通过dealloc方法来查看是否一个对象已经被回收,如果没有回收,则有可能造成内存泄漏。
    如果一个对象被释放后,那么最后引用它的变量需要手动设置为nil,否则可能造成野指针错误。

五、ARC内存管理机制

(一) ARC的判断准则
  • 只要没有强指针指向,对象就会被释放。
(二) 指针分类
  • 强指针:默认的情况下,所有的指针都是强指针,关键字strong
  • 弱指针:_ _weak关键字修饰的指针
  1. 声明一个弱指针如下:
    _ _weak Person *p;
    //ARC中,只要弱指针指向的对象不在了,就直接把弱指针做清空操作。
    _ _weak Person *p=[[Person alloc] init];
    //不合理,对象一创建出来就被释放掉,对象释放掉后,ARC把指针自动清零。
  2. ARC中在property处不再使用retain,而是使用strong,在dealloc中不需要再[super dealloc]
    @property(nonatomic,strong)Dog *dog;
    // 意味着生成的成员变量dog是一个强指针,相当于以前的retain。
    //如果换成是弱指针,则换成weak,不需要加
    _。
(三) ARC的特点总结
  1. 不允许调用release、retain、retainCount
  • 允许重写dealloc,但是不允许调用[super dealloc]
  • @property的参数:
 Strong:相当于原来的retain(适用于OC对象类型),成员变量是强指针
Weak:相当于原来的assign(适用于oc对象类型),成员变量是弱指针
Assign:适用于非OC对象类型(基础类型)
(四) 补充
  1. 让程序兼容ARC和非ARC部分。转变为非ARC -fno-objc-arc 转变为ARC的, -f-objc-arc 。
  • ARC也需要考虑循环引用问题:一端使用retain,另一端使用assign。


  • 提示:字符串是特殊的对象,但不需要使用release手动释放,这种字符串对象默认就是autorelease的,不用额外的去管内存。

六、 Autorelease自动释放池

  • 在OC中存在着一种内存自动释放机制叫做自动释放池(或自动引用计数),但是与C#不同的是,这仅仅是一种半自动的机制,有些操作还是需要进行手动设置。
(一) 下面通过代码来了解一下自动释放池
  1. WZKPerson.h
    //构造函数
    -(WZKPerson *)initWithName:(NSString *)name age:(NSInteger)age;
    //获取对象的类方法
    +(WZKPerson *)personWithName:(NSString *)name;
  • WZKPerson.m
    -(WZKPerson *)initWithName:(NSString *)name age:(NSInteger)age
    {
    self=[super init];
    if (self) {
    _name=[name copy];
    _age=age;
    }
    return self;
    }

    +(WZKPerson *)personWithName:(NSString *)name
    {
        //这里调用了autorelease
        //OC类库中的类方法一般都不需要手动释放,内部已经调用了autorelease方法;
        WZKPerson *person=[[[WZKPerson alloc] init] autorelease];
        return person;
    }
    
  • main.m(部分代码)
    int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
    WZKPerson *person1=[[WZKPerson alloc] init];
    //调用autorelease方法,后面就不需要手动调用release方法了
    [person1 autorelease];
    //由于autorelease是延迟释放(延迟到自动释放池销毁),

      //所以这里仍然可以使用person1对象
      person1.name=@"Kevin";
    
      //调用autorelease方法
      WZKPerson *person2=[[[WZKPerson alloc] initWithName:@"Kevin" age:27] autorelease];
    
      //内部已经调用了autorelease,所以不需要手动释放
      //另外由于内存管理原则,在外部不使用alloc、new、copy操作,
      //就不需要调用release或autorelease,所以这个操作是放到类方法内部进行完成
      WZKPerson *person3=[WZKPerson personWithName:@"Kevin"];
        }
        return 0;
    }
    
(二) 自动内存释放总结
1. 基本用法
  • 自动内存释放使用@autoreleasepool关键字声明一个代码块,如果一个对象在初始化时调用了autorelease方法,会将这个对象放到位于栈顶的释放池中。
  • 当代码块执行完之后即当自动释放池被销毁时,在块中调用过autorelease方法的对象都会自动调用一次release方法, 但是不一定能够销毁对象,例如:当对象引用计数器值大于1时,该对象就无法销毁。
  • OC中类库的类方法一般都不需要手动释放,因为内部已经调用了autorelease方法。
2. 好处
  • 不需要再关心对象释放的时间
  • 不需要再关心什么时候调用release
3. 使用注意
  • 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,最好不要放到自动释放池或者放到多个自动释放池;应该使用release来精确控制
  • 占用内存较小的对象使用autorelease,没有太大的影响。
  • autorelease方法不会改变对象的引用计数器(销毁时影响),只是将这个对象放到自动释放池中;
  • 系统自带的方法中,如果不包含alloc、 new 、copy等,则这些方法返回的对象都是autorelease的,如[NSDate date]。
  • 开发中经常会写一些类方法来快速创建一个autorelease对象,创建对象时不要直接使用类名,而是使用self。
4. 错误写法
  • 连续调用多次autorelease,释放池销毁时执行两次release(-1吗?)
  • Alloc之后调用了autorelease,之后又调用了release。
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