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objective-c 语法快速过（6）内存管理原理

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏邀请

移动设备的内存极其有限（iphone 4内存512M），每个app所能占用的内存是有限制的（几十兆而已）。
当app所占用的内存较多时，系统会发出内存警告，这时得回收一些不需要再使用的内存空间。比如回收一些不需要使用的对象、变量等
管理范围：任何继承了NSObject的对象，对其他基本数据类型（int、char、float、double、struct、enum等）无效，和 java 不一样，oc 开始的时候没有垃圾自动回收机制。

OC对象的基本结构

每个OC对象都有自己的引用计数器，是一个四字节的整数，表示“对象被引用的次数”，即有多少人正在使用这个OC对象

每个OC对象内部专门有4个字节的存储空间来存储引用计数器（面试题）

引用计数器的作用

当使用alloc、new或者copy创建一个新对象时，新对象的引用计数器默认就是1，当一个对象的引用计数器值为0时，对象占用的内存就会被系统回收。换句话说，如果对象的计数器不为0，那么在整个程序运行过程，它占用的内存就不可能被回收，除非整个程序已经退出。

引用计数器的操作

给对象发送一条retain消息（代表调用这个对象方法）,可以使引用计数器值+1（retain方法返回对象本身）

给对象发送一条release消息,可以使引用计数器值-1，没有返回值

可以给对象发送retainCount消息获得当前的引用计数器值

对象的销毁（IOS6之前）

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，

当一个对象被销毁时，系统会自动向对象发送一条dealloc消息，
一般会重写dealloc方法，在这里释放相关资源，dealloc就像对象的临终遗言，

一旦重写了dealloc方法，就必须调用[super dealloc]，并且放在最后面调用（类似 c++的析构函数，析构函数的调用顺序和构造函数的调用顺序完全相反），

不要直接调用dealloc方法，
一旦对象被回收了，它占用的内存就不再可用，坚持使用会导致程序崩溃（野指针错误）

Xcode的设置,取消 ARC

要想手动调用retain、release等方法，在创建项目的时候不要勾选ARC（自动引用计数）

/* 文件名：Person.h */
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Person : NSObject
@property int age;
@end

/* 文件名：Person.m */
#import "Person.h"
@implementation Person
// 当一个Person对象被回收的时候，就会自动调用这个方法
- (void)dealloc
{
    NSLog(@"Person对象被回收");
    // super的dealloc一定要调用，而且放在最后面
    [super dealloc];
}
@end

//  main.m
 1> retain ：计数器+1，会返回对象本身
 2> release ：计数器-1，没有返回值
 3> retainCount ：获取当前的计数器
 4> dealloc，当一个对象要被回收的时候，就会调用这个函数，一定要调用[super dealloc]，且这句调用要放在最后面。
 
 概念
 1> 僵尸对象 ：所占用内存已经被回收的对象，僵尸对象不能再使用
 2> 野指针 ：指向僵尸对象（不可用内存）的指针，给野指针发送消息会报错（EXC_BAD_ACCESS）
 3> 空指针 ：没有指向任何东西的指针（存储的东西是nil、NULL、0），给空指针发送消息不会报错 ，这是 oc 的语法，但是其他语言不一定。比如 java 就不行。
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Person.h"

int main()
{
    // 计数器=1
    Person *p = [[Person alloc] init];
  
    //NSUInteger c = [p retainCount];
　　//NSLog(@"计数器：%ld", c);
　　//这样写不太好，注意是长整型
    
    // 计数器=2 retain方法返回的是对象本身
    [p retain];
    
    // 计数器=1，没有返回值
    [p release];
    
    // 计数器=0，对象的内存被释放，p 成了野指针：指向僵尸对象（不可用内存）的指针
    [p release];
    

　 　//给野指针发送消息，错误！也就是不能使用僵尸对象，人死不能复生！
    // [p retain];
    
    // 给已经释放的对象发送了一条-setAge:消息：
    // p.age = 10;使用野指针，报错
　　 //[p setAge:10];
    // -[Person setAge:]: message sent to deallocated instance 0x100109a10
   
    //如果继续 release，也会报错。重复析构
    // EXC_BAD_ACCESS : 访问了一块坏的内存（已经被回收、已经不可用的内存
    

　　// 野指针错误
　　// 但是记住：OC不存在空指针错误，给空指针发送消息，oc里不报错，故解决办法：
    // 把指针p变成空指针
    //p = nil;这样下面的语就对了，否则就是野指针错误
    [p release];
    [p release];
    [p release];
    [p release];
    
    [nil release];//ok
    
    return 0;
}

1.当需要使用int类型的变量的时候，可以像写C的程序一样，用int，也可以用NSInteger，但更推荐使用NSInteger，因为这样就不用考虑设备是32位的还是64位的。

2.NSUInteger是无符号的，即没有负数,NSInteger是有符号的。

开启僵尸对象监控

默认情况下，Xcode是不会管僵尸对象的，使用一块被释放的内存也不会报错。为了方便调试，应该开启僵尸对象监控

内存管理原则

QQ堂开房间原理：只要房间还有人在用，就不会解散

只要还有人在用某个对象，那么这个对象就不会被回收
只要你想用这个对象，就让对象的计数器+1
当你不再使用这个对象时，就让对象的计数器-1

谁创建，谁release

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，换句话说，不是你创建的，就不用你去[auto]release

谁retain，谁release

只要你调用了retain，无论这个对象是如何生成的，你都要调用release

总结

有始有终，有加就有减

曾经让对象的计数器+1，就必须在最后让对象计数器-1

你想使用（占用）某个对象，就应该让对象的计数器+1（让对象做一次retain操作），不想再使用（占用）某个对象，就应该让对象的计数器-1（让对象做一次release）

set方法的内存管理

如果有个OC对象类型的成员变量，就必须管理这个成员变量的内存。比如有个Book *_book，而我们之前的做法并不严谨。

/*
文件名：Car.h
 */
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Car : NSObject
{
    int _speed;
}
- (void)setSpeed:(int)speed;
- (int)speed;
@end

/*文件名：Car.m */
#import "Car.h"
@implementation Car
- (void)setSpeed:(int)speed
{
    _speed = speed;
}
- (int)speed
{
    return _speed;
}
- (void)dealloc
{
    /*只有对象计数器=0，这个方法是自动调用的！
     _speed ：最直接的访问成员变量
     self->_speed ：直接访问成员变量
     self.speed : 兼容的get方法
     [self speed] : 原装的get方法
     */
    NSLog(@"速度为%d的Car对象被回收了", _speed);
    [super dealloc];
}
@end

/*
文件名：Person.h
 */
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Car.h"
@interface Person : NSObject
{
    Car *_car;
    int _age;
}

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

- (void)setCar:(Car *)car;
- (Car *)car;
@end

/*
文件名：Person.m
 */
#import "Person.h"
// _car -> c1  0
@implementation Person
- (void)setCar:(Car *)car
{
    if (car != _car)
    {
        // 对当前正在使用的车（旧车）做一次release，因为假如换车了，说明旧车不用了！那么没有这个操作，就会出问题
        [_car release];
        // 对新车做一次retain操作
        _car = [car retain];
    }
}

- (Car *)car
{
    return _car;
}

- (void)setAge:(int)age
{ // 基本数据类型不需要管理内存
    _age = age;
}

- (int)age
{
    return _age;
}

- (void)dealloc
{
    // 当人不在了，代表不用车了
    // 对车做一次release操作
    [_car release];
    NSLog(@"%d岁的Person对象被回收了", _age);
    [super dealloc];
}
@end

/*文件名：Student.h */
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Car.h"
#import "Dog.h"
@interface Student : NSObject
{
    int _no;
    NSString *_name;
    Car *_car;
    Dog *_dog;
}

- (void)setNo:(int)no;
- (int)no;

- (void)setName:(NSString *)name;
- (NSString *)name;

- (void)setCar:(Car *)car;
- (Car *)car;

- (void)setDog:(Dog *)dog;
- (Dog *)dog;
@end

/*文件名：Student.m */
#import "Student.h"
@implementation Student
- (void)setNo:(int)no
{
    _no = no;
}
- (int)no
{
    return _no;
}

- (void)setName:(NSString *)name
{
    //如果换名字了，说明旧名字不用了，那么必须 release，否则出错！同时别       忘记给新名字 retain（记住原则，我想用或者占用了，就必须 retain 一次，不想要或者丢掉就必须 release 一次）
    if ( name != _name )
    {
        [_name release];
        _name = [name retain];
    }
}
    //get 方法不用内存管理，基本数据类型的成员也不要内存管理
- (NSString *)name
{
    return _name;
}

- (void)setCar:(Car *)car
{
    if ( car != _car )
    {
        [_car release];
        _car = [car retain];
    }
}

- (Car *)car
{
    return _car;
}

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

- (Dog *)dog
{
    return _dog;
}

- (void)dealloc
{
    [_name release];
    [_car release];
    [_dog release];
    
    [super dealloc];
}
@end

/*文件名：Dog.h */
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Dog : NSObject
@end

/*文件名：Dog.m */
#import "Dog.h"
@implementation Dog
@end

//  main.m
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Car.h"
#import "Person.h"
#import "Student.h"
#import "Dog.h"

int main()
{
    // stu = 1
    Student *stu = [[Student alloc] init];
    
    // Car = 2
    // 这行内存有内存泄露
    //stu.car = [[Car alloc] init];
    
    // stu = 0
    // Car = 1
    [stu release];
    
    
    // 这行内存有内存泄露
    // [[Car alloc] init].speed = 100;
    
    return 0;
}

void test3()
{
    Student *stu = [[Student alloc] init];
    
    Car *c = [[Car alloc] init];
    stu.car = c;
    
    Dog *d = [[Dog alloc] init];
    stu.dog = d;
    
    NSString *s = @"Jack";
    
    stu.name = s;
    
    [d release];
    [c release];
    [stu release];
}

void test2()
{
    Person *p1 = [[Person alloc] init];
    p1.age = 20;
    
    // c1 - 1
    Car *c1 = [[Car alloc] init];
    c1.speed = 100;
    // c1 - 2
    p1.car = c1;
    // c1 - 1
    [c1 release];
    
    Car *c2 = [[Car alloc] init];
    c2.speed = 200;
    // c1 - 0
    p1.car = c2;
    
    [c2 release];
    
    [p1 release];
}

void test1()
{
    // p-1
    Person *p = [[Person alloc] init];
    p.age = 20;
    
    // c1-1
    Car *c1 = [[Car alloc] init];
    c1.speed = 250;
    
    // c1-2
    p.car = c1;
    
    // c1-1
    [c1 release];
    
    p.car = c1;
    p.car = c1;
    p.car = c1;
    p.car = c1;
    p.car = c1;
    p.car = c1;
    p.car = c1;
    
    [p release];
}

void test()
{
    // p-1
    Person *p = [[Person alloc] init];
    p.age = 20;
    
    // c1-1
    Car *c1 = [[Car alloc] init];
    c1.speed = 250;
    
    // p想拥有c1
    // c1-2
    p.car = c1;  // [p setCar:c1];
    
    // c2-1
    Car *c2 = [[Car alloc] init];
    c2.speed = 300;
    
    // p将车换成了c2
    // c1-1
    // c2-2
    p.car = c2;
    
    // c2-1
    [c2 release];
    // c1-0
    [c1 release];
    // p-0 c2-0
    [p release];
}

内存管理代码规范：

1.只要调用了alloc，必须有release（autorelease），对象不是通过alloc产生的，就不需要release

2.set方法的代码规范

1> 基本数据类型：直接复制

 - (void)setAge:(int)age
 {

    _age = age;

 }

2> OC对象类型

- (void)setCar:(Car *)car
 {

    // 1.先判断是不是新传进来对象

    if ( car != _car )
    {

        // 2.对旧对象做一次release

        [_car release];

        // 3.对新对象做一次retain

        _car = [car retain];
    }

 }

3.dealloc方法的代码规范

1> 一定要[super dealloc]，而且放到最后面

2> 对self（当前）所拥有的其他对象做一次release

- (void)dealloc
 {
    [_car release];
    [super dealloc];
 }

什么是码农，这样的重复代码的编写就是码农的工作，so苹果出了对策，IDE 自动完成一些重复性代码的编写工作。

XCODE 可以帮我们省掉编写那些恶心代码的工作。使用@property自动生成内存管理的代码，但是 dealloc 方法还是要自己写，这时候就有了 ARC，IOS5之后出的新特性。

@property参数

控制set方法的内存管理

retain ： release旧值，retain新值（用于OC对象）
assign ：直接赋值，不做任何内存管理(默认，用于非OC对象类型)
copy ： release旧值，copy新值（一般用于NSString *）

/*文件名：Book.h */
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Book : NSObject
@end

/*文件名：Book.m */
#import "Book.h"
@implementation Book
@end

/*文件名：Person.h */
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Book.h"
@interface Person : NSObject
@property int age;

// retain : 生成的set方法里面，release旧值，retain新值
@property (retain) Book *book;
@property (retain) NSString *name;
@end

/*文件名：Person.m */
#import "Person.h"
@implementation Person

- (void)dealloc
{
    [_book release];
    [_name release];
    [super dealloc];
}
@end

/*文件名：Student.h */
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Book.h"

@interface Student : NSObject

@property (retain) Book *book;

@property (retain) NSString *name;

@end

/*文件名：Student.m */
#import "Student.h"
@implementation Student

- (void)dealloc
{
    [_book release];
    [_name release];
    [super dealloc];
}
@end

//  main.m
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Person.h"
#import "Book.h"

int main()
{
    Book *b = [[Book alloc] init];
    Person *p = [[Person alloc] init];
    
    p.book = b;
    
    NSLog(@"%ld", [b retainCount]);
    
    [p release];
    [b release];
    return 0;
}

控制需不需生成set方法

readwrite 同时生成set方法和get方法（默认），这里把 set 看成写，get 看成读取，就很好理解了。
readonly 只会生成get方法（只读，就是只是获取，那么就是 get）

多线程管理

atomic 性能低（默认）
nonatomic 性能高（写程序要使用这个）

控制set方法和get方法的名称

setter ：设置set方法的名称，一定有个冒号:
getter ：设置get方法的名称

/*文件名：Person.h */
#import <Foundation/Foundation.h>
/*
 1.set方法内存管理相关的参数
 * retain : release旧值，retain新值（适用于OC对象类型）
 * assign : 直接赋值（默认，适用于非OC对象类型，写不写都行）
 * copy   : release旧值，copy新值
 
 2.是否要生成set方法
 * readwrite : 同时生成setter和getter的声明、实现(默认)
 * readonly  : 只会生成getter的声明、实现
 
 3.多线程管理
 * nonatomic : 性能高 (一般就用这个)
 * atomic    : 性能低（默认）
 
 4.setter和getter方法的名称
 * setter : 决定了set方法的名称，一定要有个冒号 :
 * getter : 决定了get方法的名称(一般用在BOOL类型)
 */

@interface Person : NSObject
// 返回BOOL类型的方法名一般以is开头
@property (getter = isRich) BOOL rich;
//   
@property (nonatomic, assign, readwrite) int weight;
// setWeight:
// weight
// 
@property (readwrite, assign) int height;

@property (nonatomic, assign) int age;

@property (retain) NSString *name;
@end

/*文件名：Person.m */
#import "Person.h"
@implementation Person
@end

//  main.m
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Person.h"
int main()
{
    Person *p = [[Person alloc] init];

    p.rich = YES;
    
    BOOL b = p.isRich;
    
    return 0;
}

循环引用（著名的问题）

@class的使用

使用场景；对于循环依赖关系来说，比方A类引用B类，同时B类也引用A类

这种代码直接编译会报错。当使用@class在两个类相互声明，就不会出现编译报错

用法概括

使用 @class 类名; 就可以引用一个类，说明一下它是一个类

和#import的区别

#import方式会包含被引用类的所有信息，包括被引用类的变量和方法；

@class方式只是告诉编译器在A.h文件中 B *b 只是类的声明，具体这个类里有什么信息，这里不需要知道，等实现文件中真正要用到时，才会真正去查看B类中信息，如果有上百个头文件都#import了同一个文件，或者这些文件依次被#improt,那么一旦最开始的头文件稍有改动，后面引用到这个文件的所有类都需要重新编译一遍，这样的效率也是可想而知的，而相对来讲，使用@class方式就不会出现这种问题了。

在.m实现文件中，如果需要引用到被引用类的实体变量或者方法时，还需要使用#import方式引入被引用类

循环retain

比如A对象retain了B对象，B对象retain了A对象，这样会导致A对象和B对象永远无法释放

解决方案

当两端互相引用时，应该一端用retain、一端用assign

/*描述：
每个身份证都对应一个人，同时，每个人都对于一个身份证，这就是相互依赖的关系
文件名：Card.h
 */
#import <Foundation/Foundation.h>
@class Person;

@interface Card : NSObject
//@property (nonatomic, retain) Person *person;
@property (nonatomic, assign) Person *person;
@end

/*文件名：Card.m */
#import "Card.h"
#import "Person.h"
@implementation Card

- (void)dealloc
{
    NSLog(@"Car被销毁了");
    // [_person release];有 retain 才有 release，否则不能写
    [super dealloc];
}
@end

/* 文件名：Person.h */
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Card.h"
// @class仅仅是告诉编译器，Card是一个类
//@class Card;
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, retain) Card *card;
@end

/* 文件名：Person.m */
#import "Person.h"
#import "Card.h"

@implementation Person

- (void)dealloc
{
    NSLog(@"Person被销毁了");
    [_card release];
    [super dealloc];
}
@end

//  main.m
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Card.h"
#import "Person.h"

int main()
{
    // p - 1
    Person *p = [[Person alloc] init];
    // c - 1
    Card *c = [[Card alloc] init];
    
    // c - 2
    p.card = c;
    
    // p - 1
    c.person = p;
    
    // c - 1
    [c release];
    
    // p - 0  c - 0，如果不这样使用（ 1> 一端用retain    2> 一端用assign）
    [p release];
    return 0;
}
////如果不这样使用（ 1> 一端用retain    2> 一端用assign），会出错
//// p - 1
//Person *p = [[Person alloc] init];
//// c - 1
//Card *c = [[Card alloc] init];
//
//// c - 2
//p.card = c;
//
//// p - 2，因为两个类的 set 方法生成 都是 retain 属性，那么就是这样的代码
//c.person = p;
////    if (_card != card)
////    {//这个步骤要有，旧的（当前的）对象不再被使用，就把它的计数器-1操作，之后再对新的对象使用+1，防止出错。
////        [_card release];
////        _card = [book retain];
////    }
//
//// c - 1
//[c release];
//
//// p - 1  此时不会调用 dealloc 方法，会出现内存泄露问题，而使用了双端循环引用解决方案，那么p=0，则自动调用 person 类的 dealloc方法，c=0，完美结束。
////- (void)dealloc
////{
////    NSLog(@"Person被销毁了");
////    [_card release];
////    
////    [super dealloc];
////}
//[p release];

@class的作用：仅仅告诉编译器，某个名称是一个类
@class Person; 仅仅告诉编译器，Person是一个类，不会把类的方法等引入

实际开发中引用一个类的规范是：
1> 在.h文件中用@class来声明类,比如，有100个类同时引用了 Card 类，如果 card 修改了，那么剩下的100个类也要重新引入编译，效率不高,且还能解决双端引用（循环引用）的出现错误问题。
2> 在.m文件中用#import来包含类的所有东西

为了提高编译的效率！头文件不使用#import，只有一个特例，那就是在继承里，父类需要使用#import 引入到子类

两端循环引用解决方案，这是特例，区别对待，以前说了，对象用 retain，非对象不需要内存管理，使用 assign 就行了，但是这里特殊
1> 一端用retain
2> 一端用assign

autorelease方法（半自动释放）

autorelease

给某个对象发送一条autorelease消息时，就会将这个对象加到一个自动释放池中
当自动释放池销毁时，会给池子里面的所有对象发送一条release消息
调用autorelease方法时并不会改变对象的计数器
autorelease 方法返回对象本身
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，当该pool被释放时，该pool中的所有对象会被调用Release

使用 autorelease 方法防止了每次使用对象，都要在对象 release 之前使用的弊端，因为那样总是小心翼翼的，怕出现野指针。但是出现了 ARC 之后这些都不需要了。

#import <Foundation/Foundation.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        NSLog(@"Hello, World!");
    }
    return 0;
}

ios 5.0后，以后一直使用这个了.

ios 5.0前

NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];

// .....

[pool release]; // 或[pool drain];

在程序运行过程中，可以创建多个自动释放池，它们是以栈的形式存在内存中，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中(栈顶的释放池)

/*文件名：Person.h */
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, assign) int age;
@end

/*文件名：Person.m */
#import "Person.h"

@implementation Person
- (void)dealloc
{
    NSLog(@"Person---dealloc");
    [super dealloc];
}
@end

//  main.m
/*
 1.autorelease的基本用法
 1> 会将对象放到一个自动释放池中
 2> 当自动释放池被销毁时，会对池子里面的所有对象做一次release操作
 3> 会返回对象本身
 4> 调用完autorelease方法后，对象的计数器不变
 
 2.autorelease的好处
 1> 不用再关心对象释放的时间
 2> 不用再关心什么时候调用release
 
 3.autorelease的使用注意
 1> 占用内存较大的对象不要随便使用autorelease
 2> 占用内存较小的对象使用autorelease，没有太大影响
 
 4.错误写法
 1> alloc之后调用了autorelease，又调用release
 @autoreleasepool
 {
    // 1
    Person *p = [[[Person alloc] init] autorelease];
 
    // 0
    [p release];
 }
 
 2> 连续调用多次autorelease
 @autoreleasepool
 {
    Person *p = [[[[Person alloc] init] autorelease] autorelease];
 }
 
 5.自动释放池
 1> 在iOS程序运行过程中，会创建无数个池子。这