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《OC高级编程》笔记1——引用计数&内存管理

《OC高级编程》笔记1——引用计数&内存管理

作者: Wang66 | 来源:发表于2016-03-28 14:07 被阅读519次

    前言

    最近在阅读《Objective-C高级编程 iOS与OS X多线程和内存管理》这本书。接下来会按照书第一章为内存管理,第二章为block,第三章为GCD的结构,相应得完成3篇笔记。

    内存管理的思考模式

    OC中的内存管理是用“引用计数机制”来实现的:** 每个对象刚被创建时引用计数为1,若被其他对象持有一次,就加1;若持有释放则减1,到最后当该对象的引用计数为0时,该对象就被销毁了。** 但是,我们也可以换个角度来思考、理解内存管理。如下:

    ** “自己生成的对象,自己自动持有。”——alloc,new,copy,mutableCopy等方法;**
    ** “非自己生成的对象,自己也能持有。” **
    ** “无法释放非自己持有的对象。” **
    比如:
    1.已经自己刚释放掉的对象自己便不再持有了,也就不能再释放了;
    2.若在非ARC环境,下面的代码肯定会出错,因为array方法只生成对象,但本身并不持有对象。

    NSArray *arr =  [NSArray array];
    [arr release];
    

    如果要用某个方法生成对象并返回给调用者:1.通过alloc等方法生成;2.通过alloc以外方法生成。

    • 通过alloc等,或者以alloc等开头的方法生成的对象都是自动持有的,即引用计数置为1(通过alloc方法返回的对象由调用者所拥有,也就是说,调用者已通过alloc方法来表达了想令该对象继续存活下去的意愿)。
    • 而通过非alloc方法生成对象,可以取得对象但并不持有,这时要使用autorelease方法,将其放入自动释放池,在pool结束时同pool一同被release(pool dealloc时要将其中所有对象release)

    alloc/retain/release/dealloc等方法的实现

    alloc:

    alloc方法里面调用的allocWithZone:方法,传入内存区域生成内存空间,但现在几乎不在乎内存NSZone的问题了,基本采用默认分配方式分给对象内存空间,随即将其置0。

    alloc创建对象后是自动持有的,即引用计数为1。

    在GNUstep框架中在对象内存头部有一块空间(整数)来记录该对象当前引用计数,读取引用计数的方法retainCount实现机理即是访问该小空间的整数retained。而retain就使其递增retained++,release则递减retained--。当retained == 0时,调用dealloc废弃该对象。
    苹果生成对象的原理和GNUstep差不多,但是引用计数的管理却有不同,苹果采用哈希表来管理对象的引用计数,该表的key为哈希化的内存块地址,value为其引用计数。

    autorelease

    自动释放池:

    //  ARC无效时
    
        NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init]; // 生成一个自动释放池
        id obj = [[NSObject alloc] init]; // 某对象obj
        [obj autorelease]; // 将某对象obj放入该自动释放池。
        [pool drain]; // pool的drain方法不仅dealloc该pool对象,而且使其中的所有对象执行release(即在pool结束时release所有在里的对象)
    

    ** 注意: ** 因为放入pool的对象都要统一等到pool结束时统一释放,所以若是有大量的对象放入自动释放池,则会造成程序内存上升。

    autorelease的实现:
    取得正在使用的当前存在的pool对象,并将该对象加入该池([pool addObject:obj]),在pool内存维护一个列表(即数组来记录放入的对象),即[pool addObject:obj]内部实现大概为:

    - (void)addObject:(id)obj
    {
        [_array addObject:obj];
    }
    

    pool的drain方法执行时会遍历该数组,将其中所有的对象都执行一遍release,然后再把该数组release。

    所有权修饰符

    ARC有效时,必须要有所有权修饰符修饰对象:
    ** 什么都不写时,默认是__strong的。与这些修饰符对应的是定义属性时用的“内存管理语义”strong,weak等。**

    __strong,
    __weak,
    __unsafe_unretained,
    __autoreleasing
    

    __strong

    在ARC环境下,__strong修饰符是默认的修饰符,也就是说我们写的代码虽没有明确写明所有权修饰符,但其实默认为__strong

    id obj = [[NSObject alloc] init];
    
    // 其实默认为__strong修饰符
    id __strong obj = [[NSObject alloc] init];
    

    __strong修饰符有什么用呢?** __strong修饰符表示对对象的“强引用”。持有强引用的指针在超出其作用域时被废弃,随着强引用的消失,引用的对象也随之被释放。**

        // ARC下
        id __strong obj = [[NSObject alloc] init];
    

    上面代码等同于下面代码:

    {   // 非ARC下
        id obj = [[NSObject alloc] init];
        
        // ....作用域内
        
        [obj release];
    }
    

    __weak

    __weak修饰符的存在是为解决“循环引用”问题而引入的,它是弱引用,弱引用不持有对象。

        id __weak obj1 = nil;
        {
            id __strong obj0 = [[NSObject alloc] init];
            obj1 = obj0;
            NSLog(@"作用域内:obj0:%@----obj1:%@",obj0,obj1);
        }
        NSLog(@"作用域外:obj1:%@",obj1);
     // 超出了作用域obj0释放,对象被废弃,则obj1这个弱引用自动失效并被赋值为nil
    
    作用域内:obj0:<NSObject: 0x7fdcc1446f10>----obj1:<NSObject: 0x7fdcc1446f10>
    作用域外:obj1:(null)
    

    另外:** __weak修饰的对象,都会被注册到自动释放池autorelease中。**
    所以,我们应该避免大量使用__weak,只有在需要避免循环引用等问题时使用它。

    上面说的避免大量使用有不要随便定义__weak修饰的对象的意思,也有避免:一个__weak修饰的对象若被使用多次,则就注册到自动释放池中多次;所以我们有时为内存着想,可以将该对象赋值给一个__strong修饰的对象,以供后续使用,这样只会被注册到自动释放池中一次。

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