iOS内存管理

1. 引用计数

1.1 引用计数原理

Objective-C 使用引用计数管理内存。新创建的对象引用计数至少为1，每增加一个引用对象的变量，该对象引用计数加一(tetain)，不再引用对象时，引用计数减一(release)，对象的引用计数变为零后，对象被废弃，内存回收。类似于参考1中开关灯的例子：有人进屋需要照明，灯打开（此时对象被创建，引用计数为1），再进来一个人，需要照明的人数为2（需要引用对象的变量数加1）...当有人出屋子时，需要照明的人数减1（需要引用对象的变量数减少1），当最后一个人出屋子时，需要照明的人数为零，关灯（需要引用对象的变量数为零，对象被废弃，内存回收）。

NSNumber *number = [[NSNumber alloc] initWithInt:132];//number指向的对象引用计数至少为1
[array addObject:number];//number指向的对象引用计数加1
[number release];////number指向的对象引用计数至少为1

1.2 自动释放池

调用release会立刻递减对象的引用计数，然而有时候可以改为调用autorelease：稍后递减计数

- (NSString *)someString {
NSString *str = [[NSString alloc] initWithFormat:@"this is %@", self];//引用计数至少为1
return str;
}

此时返回的str对象的引用计数要比期望值多1，但是不能在方法内release，否则没等方法返回，系统已经把对象回收了，因此需要autorelease(应该改为return [str autorelease];)在稍后释放对象。

1.2.1自动释放池原理

具体参考AutoreleasePool

2. ARC

automic reference counting。由编译器对对象的引用计数进行管理。ARC有效时，会用下列四种修饰符改变局部变量与实例变量的语义：

• __strong：默认修饰符，保留此值。附有__strong修饰符的变量在超出其变量作用域时，即在该变量被废弃时，会释放其被赋予的对象。

  {
  //因为变量obj为强引用，所以自己持有对象
    id __strong obj = [[NSObject alloc] init];
  }
  //因为变量obj超出其作用域，强引用失效，所以自动释放自己持有的对象。对象的所有者不存在，因此废弃该对象
  

• __unsafe_unretained：不保留此值，这么做可能不安全，因为等到再次使用变量时，其对象可能已经回收了
• __weak：同__unsafe_unretained。不保留此值，但变量可安全使用。系统把对象回收后，该变量会被赋值nil
• __autoreleasing：把对象“按引用传递”给方法时，使用这个特殊的修饰符。此值在方法返回时回自动释放
  备注：
  1. 已经有了 __weak为什么还要保留 __unsafe_unretained?
     __weak只支持iOS 5.0和OS X Mountain Lion作为部署版本。如果你想部署回iOS 4.0和OS X Snow Leopark，就不得不用__unsafe_unretained修饰符
  2. 有了__strong为何还需要__weak？
     为了避免循环引用导致内存泄露。

3. 引用循环

几个对象以某种方式互相引用，形成了一个环。导致这几个对象的引用计数永远至少为1，因此这几个对象不会被对象回收，导致内存泄漏。

两个对象互相引用
使用__weak就是为了打破这种环。
常见的有Delegate、Block等引起的循环引用，可参考Block循环引用。

4. property特质～内存管理语义

属性用于封装数据，而数据则要有“具体的所有权语义”。下面这组特质仅会影响“设置方法”。例如setter方法设定一个新值时，它应该retain此值，还是只将其赋给底层实例变量就好？编译器合成存取方法时，要根据此特质决定生成的代码

• assign：“设置方法”只会执行针对纯量类型（CGFloat或NSInteger）的简单赋值操作
• strong(retain)：此特质表明了该属性定义了一种“拥有关系”。为这种属性设置新值时，设置方法会先保留新值，并释放旧值，然后再将新值设置上去
• weak：此特质表明了该属性定义了一种“非拥有关系”。为这种属性设置新值时，设置方法既不保留新值，也不释放旧值。同assign类似，但当属性所指的对象遭到销毁时，属性值也会被清空（设为nil）
• unsafe_unretained：类似于assign，但该特质适用于"对象类型"，当目标对象遭到销毁时，属性值不会自动清空。这一点与weak有区别
• copy：类似于strong。然而设置方法并不保留新值，而是将其拷贝。可以学习下 参考二第25页最后一段

4.1 weak的实现原理

系统对于每一个有弱引用的对象都维护一张表，来记录它所有的弱引用的指针地址，这样当一个对象的引用计数为0时，系统就通过这张表找到所有的弱引用指针，继而把它们设成 nil。因此，弱引用的使用是有额外开销的。
备注：
1. property中的关键字
- 原子性：nonatomic,atomic
- 读写权限：readonly,readwrite
- 内存管理语义：assign,strong(retain),copy,weak,unsafe_unretained
- 方法名：gettter=<name>,setter=<name>

5. 堆、栈、全局区等

一个由C/C++编译的程序内存主要分为如下几个区域：

• 栈区：由编译器自动分配、释放，存放函数的参数值、局部变量等
• 堆区：有程序员分配、释放，
• 全局区(静态区)：存放全局变量、静态变量等，程序结束后由系统释放
• 文字常量区：存放常量字符串，程序结束后由系统释放
• 代码区：存放函数体的二进制代码
  内存管理
  备注：
  1. iOS中对象的概念
     比如NSString *str被称之为对象，实际str是C++的指针，分配在栈中，指向一块堆上的内存，每个 Objective-C 对象都是指向某块内存数据的指针
  2. 参考链接中的一个代码示例

   //main.cpp    
    int   a   =   0;   //全局初始化区    
    char   *p1;   //全局未初始化区    
    main() {    
      int   b;   //栈    
      char   s[]   =   "abc";   //栈    
      char   *p2;   //栈    
      char   *p3   =   "123456";   //123456/0在常量区，p3在栈上。    
      static   int   c   =0；   //全局（静态）初始化区    
      p1   =   (char   *)malloc(10);    
      p2   =   (char   *)malloc(20); //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。    
      strcpy(p1,   "123456"); //123456/0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"  优化成一个地方。    
  }    
  

参考

1. Objective-C高级编程
2. Effective Objective-C 2.0
3. [Objective-C] 创建常量
4. Objective-C 常量
5. 堆和栈的区别
6. Block循环引用
7. 理解 iOS 的内存管理