iOS-内存管理3-MRC

一. 初识MRC

  1. Automatic Reference Counting：ARC
    Manual Reference Counting：MRC
  2. 在iOS中，使用引用计数来管理OC对象的内存
  3. 一个新创建的OC对象引用计数默认是1，当引用计数减为0，OC对象就会销毁，释放其占用的内存空间
  4. 调用retain会让OC对象的引用计数+1，调用release会让OC对象的引用计数-1
  5. 内存管理的经验总结：
    ① 当调用alloc、new、copy、mutableCopy方法返回了一个对象，在不需要这个对象时，要调用release或者autorelease来释放它
    ② 想拥有某个对象，就让它的引用计数+1，不想再拥有某个对象，就让它的引用计数-1
  6. 可以通过以下私有函数来查看自动释放池的情况
    extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);

首先搜索“Automatic Reference Counting”，关闭ARC，将项目改成手动内存管理。

//new方式和alloc init方式一样，只不过我们习惯了分两步走。
//MJPerson *person = [MJPerson new];
MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init]; //1
//中间写我们想要的代码
[person release]; // 0

或者：
@autoreleasepool {
MJPerson *person = [[[MJPerson alloc] init] autorelease]; //1
//中间写我们想要的代码
}

我们可以手动进行release，也可以使用autoreleasepool，如果一个对象调用了autorelease，那么在@autoreleasepool{}结束之后，会对{}内部调用过autorelease的对象进行一次release操作。

二. 逐步完善MRC的setter方法

MJPerson里面拥有MJDog，在MJPerson里面重写setDog方法。

MRC的标准setter方法如下，一步都不能少，下面解释为什么这么写？

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

1. 为什么要retain新值

当setDog方法的实现是如下这样：

- (void)setDog:(MJDog *)dog
{
    _dog = dog
}

执行以下代码：

void test2()
{
    MJDog *dog = [[MJDog alloc] init]; // dog：1
    
    MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init]; // person：1
    [person setDog:dog]; // dog：1
    
    [dog release];  // dog：0
    
    [[person dog] run]; //报错
    
    [person release];
}

报错：

-[MJDog run]: message sent to deallocated instance 0x10064dd40

意思是run消息发送给一个已经释放掉的对象了（僵尸对象）。

上面代码，当[[person dog] run]的时候person还存在，但是dog却死了，这样肯定不合理啊，所以我们要让person拥有dog，所以给dog先retain一次再赋值。

setter方法修改如下：

- (void)setDog:(MJDog *)dog
{
    _dog = [dog retain];
}

基于谁使用谁负责的原则，既然person拥有了dog，那么在person死掉的时候也要把dog再release一次，所以person的dealloc方法要这么写：

- (void)dealloc
{
    [_dog release];
    _dog = nil;

    NSLog(@"%s", __func__);
    
    // 父类的dealloc放到最后,一般都是先释放子类对象再释放父类对象
    [super dealloc];
}

运行如下代码：

void test2()
{
    MJDog *dog = [[MJDog alloc] init]; // dog：1

    MJPerson *person1 = [[MJPerson alloc] init]; // person1：1
    [person1 setDog:dog]; // dog：2
    
    MJPerson *person2 = [[MJPerson alloc] init];  // person2：1
    [person2 setDog:dog]; // dog：3

    [dog release]; // dog：2

    [person1 release]; // person1：0  dog：1

    [[person2 dog] run];
    [person2 release];   // person2：0 dog：0
}

打印：

-[MJPerson dealloc]
-[MJDog run]
-[MJDog dealloc]
-[MJPerson dealloc]

根据引用计数器分析和打印可知，两个person和一个dog都被释放了。

达到的效果：只要有人使用狗，狗就不会销毁，这也是我们想要的效果。

2. 为什么要release旧值

执行以下代码：

void test3()
{
    MJDog *dog1 = [[MJDog alloc] init]; // dog1 : 1
    MJDog *dog2 = [[MJDog alloc] init]; // dog2 : 1
    
    MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init]; // person : 1
    [person setDog:dog1]; // dog1 : 2
    [person setDog:dog2]; // dog2 : 2
    
    [dog1 release]; // dog1 : 1
    [dog2 release]; // dog2 : 1
    [person release]; //person : 0 dog2 : 0  对最后传进来的dog2进行release
}

打印：

-[MJDog dealloc]
-[MJPerson dealloc]

可以发现，有一条狗没被释放，根据上面注释的引用计数器分析，可以知道是dog1没被释放，这样就造成了内存泄漏（该释放的对象没有释放）。

因为dog1是旧值，所以赋新值之前要对旧值进行release操作，setter方法修改如下：

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

重新执行以下代码：

void test3()
{
    MJDog *dog1 = [[MJDog alloc] init]; // dog1 : 1
    MJDog *dog2 = [[MJDog alloc] init]; // dog2 : 1

    MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init]; // person : 1
    [person setDog:dog1]; // dog1 : 2
    [person setDog:dog2]; // dog2 : 2, dog1 : 1

    [dog1 release]; // dog1 : 0
    [dog2 release]; // dog2 : 1
    [person release]; //person : 0 dog2 : 0
}

调用 [person setDog:dog2] 的时候把dog1先release一次，最后person和两个dog都被释放了，也可参考上面的引用计数器分析进行理解。

3. 为什么要判断新值旧值是否相等

首先，打开僵尸对象检测，Edit scheme -> Run -> Diagnostics，勾选Zombie Objects。

执行以下代码：

void test4()
{
    MJDog *dog = [[MJDog alloc] init]; // dog:1
    
    MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init]; // person : 1
    [person setDog:dog]; // dog:2
    
    [dog release]; // dog:1
    
    [person setDog:dog]; // dog 0 
    [person setDog:dog];
    [person setDog:dog];
    
    [person release];

报错：

-[MJDog retain]: message sent to deallocated instance 0x10058cdf0

错误意思就是，retain消息发送给一个已经释放掉的对象了（僵尸对象）。

上面代码，执行[person setDog:dog]就是调用setter方法：

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

先release旧值后retain新值，旧值和新值是一样的，由于旧值release之后引用计数器就为0，dog被释放了，这时候再[dog retain]就会报上面的错。

在setter方法里面加个判断，如下：

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

重新执行代码：

void test4()
{
    MJDog *dog = [[MJDog alloc] init]; // dog:1

    MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init]; // person : 1
    [person setDog:dog]; // dog:2

    [dog release]; // dog:1

    [person setDog:dog];//旧值新值一样，不做任何事
    [person setDog:dog];
    [person setDog:dog];

    [person release]; // person : 0  dog : 0
}

这时候，如果旧值和新值一样，就什么都不做了，根据上面引用计数器的分析，这样写就没问题了。

4. 完善

在dealloc里面我们经常见到别人这么写:

- (void)dealloc
{
    self.dog = nil;
    [super dealloc];
}

其实，self.dog = nil就相当于：

- (void)setDog:(MJDog *)dog
{
    if (_dog !=nil) { // 如果旧值不为nil
        [_dog release]; //就把旧值release
        //_dog = [nil retain];
        _dog = nil; //并且将指针置为nil
    }
}

可以看出，和上面我们写的dealloc是一样的，所以推荐使用self.dog = nil这种方式，更简洁。

5. 总结

  1. 为什么要retain新值？
    只要有一个人使用新值，就要保证新值不被销毁，所以自然要retain一下了。
  2. 为什么要release旧值？
    旧值使用的时候retain过了，现在你不使用它了，肯定要把旧值release一下，否则旧值会一直在内存中，这样就造成了内存泄漏（该释放的对象没有释放）。
  3. 为什么要判断新值旧值是否相等？
    先release旧值后retain新值，旧值和新值是一样的，由于旧值release之后引用计数器就为0，dog被释放了，这时候再[dog retain]就会报如下错：
-[MJDog retain]: message sent to deallocated instance 0x10058cdf0
错误意思就是，retain消息发送给一个已经释放掉的对象了（僵尸对象）。

如果是基本数据类型，不用进行内存管理，就很简单了，直接赋值就可以了。
如果是OC对象，那么它的setter方法要这样写：

MJPerson.h

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "MJDog.h"

@interface MJPerson : NSObject
{
    int _age;
    MJDog *_dog;
}

- (void)setAge:(int)age;
- (int)age;

- (void)setDog:(MJDog *)dog;
- (MJDog *)dog;

@end

MJPerson.m

#import "MJPerson.h"

@implementation MJPerson

- (void)setAge:(int)age
{
    _age = age;
}

- (int)age
{
    return _age;
}

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

- (MJDog *)dog
{
    return _dog;
}

- (void)dealloc
{
    self.dog = nil;
    [super dealloc];
}
@end

上面是MRC中最原始的也是最麻烦的写法了，随着Xcode编译器的发展，也出现了@synthesize关键字的用法，具体可参考:@synthesize和@dynamic，这里就不详细说了。
直到现在，ARC下，使用一个简单的@property就可以生成_age成员变量，setter、getter方法声明，setter、getter方法实现。

三. MRC下的@property

如果刚才你看了@synthesize和@dynamic，你就会知道，MRC下的@property只会生成setter、getter方法的声明，如果想生成_age成员变量和setter、getter方法的实现还要使用@synthesize关键字。

下面就看看使用不同的关键字修饰@property并且使用了@synthesize关键字，生成的setter、getter方法实现有什么不同。

1. 如果使用assign修饰

@property (nonatomic, assign) int age;

那么生成的就是：

- (void)setAge:(int)age
{
    _age = age;
}

- (int)age
{
    return _age;
}

可以发现，使用assign生成的setter方法没有内存管理相关的东西，所以assign一般用来修饰基本数据类型。

2. 如果使用retain修饰

@property (nonatomic, retain) MJDog *dog;

那么生成的就是：

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

- (MJDog *)dog
{
    return _dog;
}

可以发现，使用retain修饰，生成的setter方法有内存管理相关的东西，所以retain一般用来修饰对象类型。

3. 使用@synthesize

就算在MRC环境下，我们也不会像我上面总结的那样，写那么一大串又原始又复杂的代码，MRC环境下，一般我们这么写：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "MJDog.h"

@interface MJPerson : NSObject

@property (nonatomic, assign) int age;
@property (nonatomic, retain) MJDog *dog;

+ (instancetype)person; //工厂方法

@end

上面代码，使用@property生成setter、getter方法的声明

#import "MJPerson.h"

@implementation MJPerson
// 自动生成_开头的成员变量和setter、getter方法的实现
@synthesize age = _age, dog = _dog;

+ (instancetype)person
{
    return [[[self alloc] init] autorelease]; //自动释放
}

- (void)dealloc
{
    self.dog = nil;
    [super dealloc];
}
@end

上面代码：

  1. 使用@synthesize自动生成_开头的成员变量和setter、getter方法的实现（如果是使用assign修饰的，就直接赋值，如果是使用retain修饰的，就生成相应的带内存管理的setter方法）。

  2. 在MRC里面，就算你使用retain自动生成了内存管理相关的setter方法，在dealloc里面还是要你自己去释放的（因为那两个关键字没帮我们自动生成）。

  3. MRC环境下，我们也会给类添加一个工厂方法，可以自动释放对象，如上代码。使用起来也很简单，这样就不用我们每次手动release了，如下：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        MJPerson *person = [MJPerson person];
    }
    return 0;
}

四. 体验MRC如何写代码

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
@property (retain, nonatomic) NSMutableArray *data;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    //刚开始我们这么写
    NSMutableArray *data = [[NSMutableArray alloc] init];
    self.data = data;
    [data release];

    //后来简化
    self.data = [[NSMutableArray alloc] init];
    [self.data release];

    //后来又简化
    self.data = [[[NSMutableArray alloc] init] autorelease];
    
    //最后还可以这样写
    //Foundation框架，一般使用类方法创建的对象，内部都已经调用了autorelease
    //也可以这样想：array方法没看到alloc，所以不用release
    self.data = [NSMutableArray array];
}

//一定要释放
- (void)dealloc {
    self.data = nil;
    [super dealloc];
}
@end

Demo地址：MRC

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