前言
读完《iOS与OS X多线程和内存管理》有一段时间了,当时是和《Effective Objective-C 2.0 编写高质量iOS与OS X代码的52个有效方法 》一起学习的,个人认为这两本书中有很多相辅相成的东西 ,很适合一起学习,现在有空闲时间,就想把之前粗略的笔记进行一下简单的整理,主要是书中的内容整理和总结,如有理解错误的地方,希望大家指出,我们一起学习和探讨~
心得
内存管理的内容建议先阅读《iOS与OS X多线程和内存管理》中的内容,个人认为讲解的很详细和深入,阅读完以后建议配合《Effective Objective-C 2.0 编写高质量iOS与OS X代码的52个有效方法 》中的内存管理再次深入,这只是个人学习上的一点建议,希望对大家有帮助
内容
- 自己生成的对象,自己所持有
- 非自己生成的对象,自己也能持有
- 不再需要自己持有的对象时释放
- 非自己持有的对象无法释放
cocoa框架中Foundation框架类库中NSObject类来负责内存管理
一、自己生成的对象,自己所持有
使用以下名称开头的方法(并且方法名遵守驼峰式拼写法),‘自己生成的对象只有自己持有’;调用该方法的调用者也意味着‘自己生成并持有对象’
alloc
id obj = [[NSObject alloc]init];
new
id obj = [NSObject new];
copy
mutableCopy
- 方法名命名实例:
//下列名称也意味着自己生成并持有对象
allocMyObject
newThatObject
copyThis
mutablCopyYourObject
//不属于同一类别的方法
allocated
newer
copying
mutableCopyed
二、非自己生成的对象,自己也能持有
使用除alloc、new、copy、mutableCopy以外的方法取得的对象,因为非自己生成并持有,所以自己不是该对象的持有者,但是可以通过retain方法取得对象的持有权
id obj = [NSMutableArray array];//取得的对象存在,但自己不持有对象
[obj retain];//取得对象的持有权
三、不再需要自己持有的对象时释放
注:自己持有的对象,一旦不再需要,持有者有义务释放该对象,释放使用release方法
取得对象的持有权方式(包含释放):
/*
* 通过alloc/new/copy/mutableCopy等方法‘自己生成并持有对象’
*/
id obj = [[NSObject alloc] init];//自己持有对象
[obj release]; //释放对象
/*
* 通过alloc/new/copy/mutableCopy等开头的自定义方法‘自己生成并持有对象’
*/
-(id)allocObject{
id obj = [[NSObject alloc] init];//自己持有对象
return obj;
}
//取得非自己生成并持有对象
id obj1 = [obj0 allocObject];//因为allocObject符合命名规则,所以意味着‘自己生成并持有对象’
[obj release]; //释放对象
/*
* 通过alloc/new/copy/mutableCopy等方法以外的方法‘取得非自己生成并持有对象’
*/
id obj = [NSMutableArray array];//取得的对象存在,但自己不持有对象
[obj retain];//通过retain方法,自己持有对象
[obj release]; //释放对象
/*
* 通过alloc/new/copy/mutableCopy等开头以外的自定义方法‘取得非自己生成并持有对象’
*/
-(id)object{
id obj = [[NSObject alloc] init];//自己持有对象
[obj autorelease];//取得的对象存在,但自己不持有对象,使用NSMutableArray类的array类方法等可以取得谁都不持有的对象,同时通过‘autorelease实现的’
return obj;
}
id obj1 = [obj0 object];//因为object不符合命名规则,所以意味着‘取得的对象存在,但自己不持有对象’
[obj1 retain];//也能通过retain方法将调用autorelease方法取得的对象变为自己持有;
[obj release]; //释放对象
四、非自己持有的对象无法释放
可以并需要释放对象的情况
- 用alloc/new/copy/mutableCopy方法生成并持有的对象
- 用retain方法持有的对象
不可以释放对象的情况
- 自己生成并持有对象后,在释放完不再需要的对象后再次释放
id obj = [[NSObject alloc] init];
[obj release];
[obj release];
- 取得的对象存在,但自己不持有的情况下释放对象
id obj1 = [obj0 object]
[obj1 release];
五、allco/new/copy/mutableCopy实现
alloc
id obj =[NSObject alloc]
/*
* alloc方法实现
* 通过allocWithZone:类方法调用NSAllocateObject函数分配了对象
* NSAllocateObject函数通过调用NSZoneMalloc函数来分配存放对象所需的内存空间,之后将内存空间置0,最后返回作为对象而使用的指针
* 执行alloc后对象的retainCount=1(不考虑其他因素,只执行alloc后通过[obj retainCount]方法获取的值)
*/
+(id)alloc{
return [self allocWithZone : NSDfaultMallocZone()];
}
+(id) allocWithZone:(NSZone *)z{
return NSAllocateObject(self , 0 ,z);
}
疑惑点
1、 NSAllocateObject函数通过调用NSZoneMalloc函数来分配存放对象所需的内存空间,之后将内存空间置0,最后返回作为对象而使用的指针
- 为什么要内存空间置0 ?
- 答:分配存放对象A所需的内存空间,可能之前属于对象B并且存放很多B的东西,现在分配给A后,要将内存空间置0,防止野指针产生。
- 知识点扩充:
- 产生野指针的成因:
- 1、指针变量未初始化
- 2、指针释放后之后未置空
- 3、指针操作超越变量作用域
- 产生野指针的成因:
总结
- a、 在objective-C的对象中存有引用计数这一整数值
- b、调用alloc或是retain方法后,引用计数值加1
- c、调用release后,引用计数值减1
- d、引用计数值为0时,调用dealloc方法废弃对象
-
e、苹果采用散列表(引用计数表)来管理引用计数
D253DA4A-D7C8-4589-8323-3AD3AEDAC06C.png - f、引用计数表各记录中存有内存块地址,可以从各个记录追溯到各对象的内存块
-
f-a、有助于调试,即使出现故障导致对象占有的内存块损坏,只要引用计数表没有被破坏,就可以确认各内存块的位置,另外在利用工具检测内存泄露时,引用计数表的各记录有助于检测各对象的持有者是否存在
D09BA31A-4A1D-4E3F-896B-3A71A964D9E2.png
-
六、autorelease
-
autorelease会像C语言的自动变量那样对待对象实例,当超出其作用域(NSAutoreleasePool对象的生存周期)时,对象实例的release实例方法会被调用,另外编程人员可设定变量的作用域
-
autorelease的具体使用方法:
- (1)生成并持有NSAutoreleasePool对象
- (2)调用已有分配对象的autorelesae实例方法
- (3)废弃NSAutoreleasePool对象
- 所有调用autorelease实例方法的对象,在废弃NSAutoreleasePool对象时,都将调用release实例方法(只要不废弃NSAutoreleasePool对象,那么生成的对象就不能被释放)
NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc]init];
id obj = [[NSObject alloc]init];
[obj release];
[pool drain];//废弃NSAutoreleasePool对象,相当于 [obj release];
-
程序主循环的NSRunLoop或者在其他程序可运行的地方,对NSAutoreleasePool对象进行生成、持有、废弃处理
27529D24-9612-4FB8-8D6C-7C94D84CADCB.png -
autorelease如何实现
/*
* autorelease实例方法的本质就是调用NSAutoreleasePool对象的addObject类方法
* addObject类方法调用正在使用的NSAutoreleasePool对象的addObject实例方法(如果嵌套生成或持有NSAutoreleasePool对象,使用最内侧的对象)
* 调用NSObject类的autorelease实例方法,该对象将被追加到正在使用的NSAutoreleasePool对象中的数组中
*/
[obj autorelease];
-(id)autorelease{
[NSAutorelesaePool addObject:self];
}
// addObject类方法:
+(id)addObject:(id) anObj{
NSAutorelesaePool *pool = 取得正在使用的NSAutorelesaePool对象;
if(pool != nil){
[pool addObject:anObj];
}else{
//NSAutorelesaePool对象非存在状态下调用autorelease;
}
}
//NSAutoreleasePool对象的addObject实例方法
-(id)addObject:(id)anObj{
[array addObject: anObj] ;
}
//通过drain实例方法废弃正在使用的NSAutoreleasePool对象过程(数组中所有的对象都调用了release实例方法)
-(void)drain{
[self dealloc];
}
-(void)dealloc{
[self emptyPool];
[array release];
}
-(void) emptyPool{
for(id obj in array){
[obj release];
}
}
总结
- 在Cocoa框架中有很多类方法用于返回autorelease的对象(例如:NSMutableArray类中的arrayWithCapacity类方法)
id array = [NAMutableArray arrayWithCapacity:1];
//等同与以下代码
id array =[[[NAMutableArray alloc] initWithCapacity:1] autorelease] ;
- 可通过NSAutoreleasePool类中的非公开类方法showPools来确认已被autorelease的对象的状况(该函数在检查某对象是否被自动release时非常有用)
[NSAutorelease showPools];
- 对象的autorelease实例方法,实现上是调用的都是NSObject类的autorelease实例方法
七、ARC规则
- 设置ARC是否有效
- -fno-objc-arc 无效
- -fobjc-arc 有效(默认)
所有权修饰符
-
OC编程中为了处理对象,可将变量类型定义为id类型或各种对象类型
- 对象类型:就是指向NSObject这样的OC类的指针,例如NSObject *
- id类型:用于隐藏对象类型的类名部分
- ARC有效时,id类型和对象类型上必须附加所有权修饰符
-
所有权修饰符
- _strong修饰符
- _weak修饰符
- _unsafe_unretained修饰符
- _autoreleaseing修饰符
_strong修饰符
- _strong修饰符是id类型和对象类型默认的所有权修饰符
id obj = [[NSObject alloc] init];
//等价于
id _strong obj = [[NSObject alloc] init];
- 源代码ARC无效时情况
/*
* 情况一
*/
id obj = [[NSObject alloc] init];
//等价于
id obj = [[NSObject alloc] init];//ARC无效时
/*
* 情况二
*/
id _strong obj = [[NSObject alloc] init];
//等价于
id obj = [[NSObject alloc] init];
[obj release];//为了释放生成并持有的对象,增加调用了release方法
- _strong修饰符表示对对象的‘强引用’,附有_strong修饰符的变量obj在超出其变量的作用域时,即在该被变量被废弃时,随着强引用的失效,引用的对象会随之释放
- _strong修饰符的变量,不仅只在变量的作用域中,在赋值上也可以管理其对象的所有者
//obj0持有对象A的强引用
id obj0 = [[NSObject alloc] init];/*对象A*/
//obj1持有对象B的强引用
id obj1 = [[NSObject alloc] init];/*对象B*/
/*
* obj0持有由obj1赋值的对象B的强引用
* 因为obj0被赋值,所以原先持有的对对象A的强引用失效
* 对象A的持有者不存在,因此废弃对象A
* 此时持有对象B的强引用的变量为obj0 和obj1
*/
obj0 = obj1;
- _strong _weak _autorelease修饰符,可以保证将附有这些修饰符的自动变量初始化为nil
- 通过_strong修饰符,不必再次键入retain和release
- 只要通过对带有_strong修饰符的变量赋值就可达成‘自己生成的对象,自己持有’和‘非自己生成的对象,自己也能持有’
- 通过废弃带_strong修饰符的变量(变量作用域结束、成员变量所属对象废弃)或者对变量赋值,都可达到‘不在需要自己持有的对象时释放’
_weak修饰符
- 循环引用:就是应当废弃的对象在超出其生命周期后继续存在,循环引用容易发生内存泄露
{
//test0持有Test对象A的强引用
id test0 =[[Test alloc] init];/*对象A*/
//test1持有Test对象B的强引用
id test1 =[[Test alloc] init];/*对象A*/
/*
* Test对象A的obj_成员变量持有Test对象B的强引用
* 此时持有Test对象B的强引用变量为test1、Test对象A的obj_
*/
[test0 setObject: test1];
/*
* Test对象B的obj_成员变量持有Test对象A的强引用
* 此时持有Test对象A的强引用变量为test0、Test对象B的obj_
*/
[test1 setObject: test0];
}
/*
* 因为test0变量超出其作用域,强引用失效,自动释放Test对象A
* 因为test1变量超出其作用域,强引用失效,自动释放Test对象B
* 此时持有Test对象B的强引用变量为Test对象A的obj_
* 此时持有Test对象A的强引用变量为Test对象B的obj_
* 内存泄露
*/
- _weak修饰符于_strong修饰符相反,提供弱引用,弱引用不能持有对象实例
- 将自己生成并持有的对象赋值为附有_weak修饰符的变量,因为弱引用不能持有对象,在超出其变量的作用域时,对象就没有了持有者,所以废弃该对象
- _weak修饰符,在持有某对象的弱引用时,若该对象被废弃,则此弱引用将自动失效且处于nil被赋值的状态
- _weak修饰符可避免循环引用,通过检查 _weak修饰符的变量是否为nil,可以判断被赋值的对象是否已废弃
_unsafe_unretained修饰符
- 尽管ARC式的内存管理时编译器的工作,但附有_unsafe_unretained修饰符的变量不属于编译器内存管理对象
_autorelease修饰符
- ARC有效时不能使用autorelease方法,也不能使用NSAutoreleasePool类
- ARC有效时,通过将对象赋值给附有_autorelease修饰符的变量来代替调用autorelease方法,将对象注册到autoreleasepool
- 非显示使用_autorelease修饰符
- 编译器检查方法名是否已alloc/new/copy/mutableCopy开始,如果不是则自动将返回值的对象注册到autoreleasepool(init方法返回值的对象不注册到autoreleasepool)
- 在使用_weak修饰符的变量时就必然要使用注册到autoreleasepool中的对象
- id的指针或对象的指针在没有显示指定时会被附加_autorelease修饰符(id * 类型 默认为‘id _autorelease ’* 类型)
- 赋值给对象指针时,所有权修饰符必须一致
- NSRunLOop等实现无论ARC有效还是无效,均能随时释放注册到main函数中autoreleasepool中的对象
ARC规则
- 不能使用retain/release/retainCount/autorelease
- 不能使用NSAllocateObject/NSDeallocateObject
- 必须遵守内存管理的命名规则
- 不能显示调用dealloc
- 使用@autorelease块代替NSAutoreleasePool
- 不能使用区域(NSZone)
- 对象型变量不能作为C语言结构体(struct/union)的成员
- 显示转化‘id’和‘void’
1、不能使用retain/release/retainCount/autorelease
- 设置ARC有效时,禁止再次键入retain/release代码
- retainCount获取的值不准确 ,不建议使用
2、不能使用NSAllocateObject/NSDeallocateObject
- 会引起编译错误(同retain/release)
3、必须遵守内存管理的命名规则
- ARC有效时追加一天命名规则init(驼峰式)
- 已init开头的方法,该方法必须时‘实例方法’
- 并且必须要返回对象
- 返回的对象应为id类型或该方法声明的对象类型,抑或是该类的超类型或子类型
- 返回对象并不注册到autoreleasepool上
- 基本上只是对alloc方法返回的对象进行初始化处理并返回该对象
4、不能显示调用dealloc
- 无论ARC是否有效,只要对象的所有者都不持有该歇对象,该对象就被废弃,对象废弃,不管ARC是否有效,都会调用dealloc方法
- ARC有效不能显示调用dealloc
//ARC无效时
-(void)dealloc{
[super dealloc];
}
//ARC有效时(ARC会自动处理,ARC有效不能显示调用dealloc所以不必书写 [super dealloc])
-(void)dealloc{
}
- dealloc方法在大多数情况下还适用于删除已注册的代理或者观察者对象
-(void)dealloc{
[ [NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];
}
八、属性
- 当ARC有效时,OC类的属性也发生变化
@property (nonatomic , strong) NSString * name;
F7DC6FC7-543A-4E23-9673-9294EA918EF5.png
- copy属性不是简单的赋值,它赋值的是通过NSCopying接口的copyWithZone:方法复制的复制源所生成的对象
- 在声明类成员变量时,如果同属性声明中的属性不一致则会引起编译错误
/*
*错误举例
*/
/声明id型obj成员变量
id obj;
//定义其属性声明为weak
@property (nonatomic , weak) id obj;
/*
*正确举例1
*/
/声明id型obj成员变量
id _weak obj;
//定义其属性声明为weak
@property (nonatomic , weak) id obj;
/*
*正确举例2
*/
//声明id型obj成员变量
id obj;
//定义其属性声明为strong
@property (nonatomic , strong) id obj;
九、数组
- 除_unsafe_unretained修饰符以外, _strong修饰符、 _weak修饰符、 _autorelease修饰符保证其指定的变量,数组初始化为nil
十、ARC实现
_strong修饰符
- 自己生成并持有对象
- 通过两次调用objc_msgSend方法(alloc方法、init方法),变量作用域结束时通过调用objc_release释放对象
- 非自己生成,自己持有对象
-
objc_retainAutoreleasedReturnValue函数:自己持有对象函数(持有的对象应为返回注册在autoreleasepool中的对象方法或函数返回值)
CFA44A73-0A3C-4428-A455-2E0419676574.png
-
_weak修饰符
-
附有_weak修饰符的变量,通过objc_initWeak函数初始化,将对象赋值给该变量,会将对象的作为参数调用objc_storeWeak函数,objc_storeWeak函数将对象的地址作为键值,对应变量的地址注册到weak表中,并且一个对象可同时赋值给多个_weak修饰的变量,所以一个键值,可以注册多个变量地址,对象释放时时最后调用的objc_clear_deallocting函数会从weak表中获取废弃对象的地址为键值的记录,将包含在记录中的所有附有_weak修饰符变量的地址,赋值为nil,从weak表中删除该记录,从引用计数表中删除废弃对象的地址为键值的记录 。
-
若附有_weakk修饰符的变量所引用的对象被废弃,则将nil赋值给该变量
- 释放对象时,废弃谁都不持有的对象的同时,有如下操作(详情见《iOS与os x多线程和内存管理》1.4.2 _weak修饰符 p68):
- 1、objc_release
- 2、因为引用计数为0,所以执行dealloc
- 3、_objc_rootDealloc(不知道)
- 4、objc_dispose(不知道)
- 5、objc_destructInstance(不知道)
- 6、objc_clear_deallocting(了解)
- 对象被废弃时最后调用的objc_clear_deallocting函数操作如下:
- 1、从weak表中获取废弃对象的地址为键值的记录
- 2、将包含在记录中的所有附有_weak修饰符变量的地址,赋值为nil
- 3、从weak表中删除该记录
- 4、从引用计数表中删除废弃对象的地址为键值的记录
- 释放对象时,废弃谁都不持有的对象的同时,有如下操作(详情见《iOS与os x多线程和内存管理》1.4.2 _weak修饰符 p68):
-
使用附有_weak修饰符的变量,即是使用注册到autoreleasepool中的对象
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