iOS 内存管理

范围：

• 任何继承了NSObject的对象，对基本数据类型无效。OC对象是放在堆内存里，非OC对象是放在栈内存里，栈内存里的东西系统会自动管理

内存区域

• 内存分为5个区域，分别指的是----->栈区/堆区/BSS段/数据段/代码段
  • 栈：存储局部变量，当其作用域执行完毕之后，就会被系统立即收回,函数调用开销，比如局部变量，分配的内存空间地址越来越小
  • 堆：存储OC对象，手动申请的字节空间，需要调用free来释放
  • BSS段：未初始化的全局变量和静态变量，一旦初始化就会从BSS段中回收掉，转存到数据段中
  • 数据段：存储已经初始化的全局变量和静态变量，以及常量数据，直到结束程序时才会被立即收回
  • 代码段：代码，直到结束程序时才会被立即收回

原理

• 每个对象内部都保存了一个与之相关联的整数，称之为引用计数器。
• 当使用alloc，new copy 创建一个对象时，对象的引用计数器被设置为1.
• 给对象发送一条retain消息，可以使引用计数器值+1
• 给对象发送一条release消息，可以使引用计数器值-1
• 当一个对象的引用计数器值为0时，那么它将被销毁，其占用的内存被系统回收，OC也会自动向对象发送一条dealloc消息，一般会重写dealloc方法，在这里释放一些相关资源，一定不要直接调用dealloc方法。
• 可以给对象发送retainCount消息获得当前的引用计数器值

内存管理原则

• 谁创建，谁释放。如果你通过alloc，new或（mutable）copy来创建一个对象，那么你必须调用release或autorelease。换句话来说，不是你创建的，就不用你去释放
• 一般来说，除来allocation，new或copy之外的方法创建的对象都被声明了autorelease。
• 谁retain，谁release，只要你调用了retain，无论这个对象是如何生成的，你都要release。

   //计数器为1
   NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
   //0,被释放了。
   [obj release];
   //查看引用计数
   [obj retainCount];
  

  • 在MRC在用retain修饰属性，先release原来的值在retain新的值。

自动释放（autorelease）

• OC对象只需要发送一条autorelease消息，就会把这个对象添加到最近的自动释放池（栈顶的释放池），不会改变引用计数。
• autorelease实际上只是把对release的调用延迟了，对于每一次autorelease，系统只是把该对象放入了当前的autoreleasepool中，当pool被释放时，该pool中所有的对象会被调用release。
• 静态方法返回的对象不需要自己管理内存，会自动释放。

自动释放池

• 自动释放池是oc里面的一种内存自动回收机制，一般可以将一些临时变量添加到自动释放池中，统一回收释放，当自动释放池销毁时，池里面的所有对象都会调用一次release方法
• 自动释放池中的对象会集中同一时间释放，如果操作需要生成的对象较多占用内存空间大，可以使用多个释放池来进行优化。比如在一个循环中需要创建大量的临时变量，可以创建内部的池子来降低内存占用峰值
• 使用注意
  • 再ARC下，不能使用[[autoreleasepool alloc]init],可以使用@autoreleasepool
  • 不要把大量循环操作放在同一个autoreleasepool 中，这样会造成内存峰值的上升。
  • 尽量避免对大内存使用该方法，对于这种延迟释放机制还是少用。
  • SDK中一般利用静态方法创建并返回的对象已经是autorelease，不需要release操作了。
  • 通过[NSmunber numberWithInt:10];返回的对象不再需要release的，但是通过[[NSnumber alloc]initWithInt:10]创建的对象需要release

野指针和空指针

• 野指针

  • 在C中，声明一个指针变量，没有为这个指针变量初始化，那么这个指针变量的值也就是一个垃圾值，指针指向随机的一块空间，那么我们叫做野指针
  • 在OC中，一个指针指向的对象被释放了，那么这个指针叫野指针
  • 给野指针发消息会报EXC_BAD_ACCESS错误

• 空指针

  • 没有指向存储空间的指针(里面存的是nil, 也就是0)
  • 给空指针发消息是没有任何反应的

• 僵尸对象

  • 已经被收回但是这个对象的数据仍然处在内存中，像这样的对象叫做僵尸对象

  • 僵尸对象有可能可以访问也有可能不可以访问，当僵尸对象所占的内存空间还没有分配给别人使用的时候，这个数据的对象其实仍然存在，通过指针仍然可以找到这个对象，所以说这个时候僵尸对象还可以被访问，当这个僵尸对象已经分配给别人使用的时候，这个对象就不存在了，这个时候不可以被访问

  • 注意：一旦一个对象成为僵尸对象之后，这个对象无论如何都不应该被使用，无论有没有分配给别人使用，都不能用！且不可以复活

属性修饰

• 读写属性
  • readwrite
  • readonly
• set处理
  • retain：自动把set方法中的成员变量，release原来的值，然后再retain新的值。
  • assign:基本数据类型，set方法直接赋值，而不进行retain操作。
  • copy：set方法release原来的值，在copy新的值。
  • getter:指定get方法的方法名。
• 原子性

定时器的循环引用问题

• CADisplayLink、NSTimer会对target产生强引用，如果target又对它们产生强引用，那么就会引发循环引用
• 解决方案
  • 使用block
  • 使用代理对象（NSProxy）
• NSProxy介绍
  • 不继承NSObject,和NSObject是同一个级别，是一个特殊的基类
  • 作用：经常用作，做消息转发。
  • 示例

     //MJProxy.h
     @interface MJProxy : NSProxy
     + (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;
     @property (weak, nonatomic) id target;
     @end
    
       //MJProxy.m
       #import "MJProxy.h"
    
     @implementation MJProxy
    
     + (instancetype)proxyWithTarget:(id)target
     {
         // NSProxy对象不需要调用init，因为它本来就没有init方法
         MJProxy *proxy = [MJProxy alloc];
         proxy.target = target;
         return proxy;
     }
    
     - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel
     {
         return [self.target methodSignatureForSelector:sel];
     }
    
     - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation
     {
         [invocation invokeWithTarget:self.target];
     }
     @end
       //调用
       #import "ViewController.h"
     #import "MJProxy.h"
     #import "MJProxy1.h"
    
     @interface ViewController ()
     @property (strong, nonatomic) NSTimer *timer;
     @end
    
     @implementation ViewController
    
     - (void)viewDidLoad {
         [super viewDidLoad];
    
         self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:[MJProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(timerTest) userInfo:nil repeats:YES];
     }
    
     - (void)timerTest
     {
         NSLog(@"%s", __func__);
     }
    
     - (void)dealloc
     {
         NSLog(@"%s", __func__);
         [self.timer invalidate];
     }
    

Tagged Pointer

• 从64bit开始，iOS引入了Tagged Pointer技术，用于优化NSNumber、NSDate、NSString等小对象的存储

• 在没有使用Tagged Pointer之前， NSNumber等对象需要动态分配内存、维护引用计数等，NSNumber指针存储的是堆中NSNumber对象的地址值

• 使用Tagged Pointer之后，NSNumber指针里面存储的数据变成了：Tag + Data，也就是将数据直接存储在了指针中

• 当指针不够存储数据时，才会使用动态分配内存的方式来存储数据

• objc_msgSend能识别Tagged Pointer，比如NSNumber的intValue方法，直接从指针提取数据，节省了以前的调用开销

如何判断一个指针是否为Tagged Pointer？

• iOS平台，最高有效位是1（第64bit）非Tagged Pointer最后一位是0。
• Mac平台，最低有效位是1

copy详解

fcfdaa4c.png

自定义对象添加copy属性

• 实现NSCopying协议
• 重写- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone方法
• 示例

  MJPerson.h
  @interface MJPerson : NSObject <NSCopying>
  @property (assign, nonatomic) int age;
  @property (assign, nonatomic) double weight;
  @end
  
  MJPerson.m
   @implementation MJPerson
  
  - (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
  {
     MJPerson *person = [[MJPerson allocWithZone:zone] init];
     person.age = self.age;
     person.weight = self.weight;
     return person;
  }
  
  - (NSString *)description
  {
     return [NSString stringWithFormat:@"age = %d, weight = %f", self.age, self.weight];
  }
  
  @end
  //调用
   int main(int argc, const char * argv[]) {
     @autoreleasepool {
         MJPerson *p1 = [[MJPerson alloc] init];
         p1.age = 20;
         p1.weight = 50;
  
         MJPerson *p2 = [p1 copy];
         p2.age = 30;
  
         NSLog(@"%@", p1);
         NSLog(@"%@", p2);
  
       //MRC下要release
         [p2 release];
         [p1 release];
  
     }
     return 0;
  }
  
  

引用计算的存储

• 在64bit中，引用计数可以直接存储在优化过的isa指针中，也可能存储在SideTable类中
• refcnts是一个存放着对象引用计数的散列表