ObjC(Objective-C)的内存管理之-引用计数

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obj-c本质就是"改进过的c语言"，大家都知道c语言是没有垃圾回收(GC)机制的(注：虽然obj-c2.0后来增加了GC功能，但是在 iphone上不能用，因此对于iOS平台的程序员来讲，这个几乎没啥用)，所以在obj-c中写程序时，对于资源的释放得由开发人员手动处理，相对要费心一些。

引用计数

这是一种古老但有效的内存管理方式。每个对象(特指：类的实例)内部都有一个retainCount的引用计数，对象刚被创建时，retainCount为1，可以手动调用retain方法使retainCount+1，同样也可以手动调用release方法使retainCount-1，调用release方法时，如果retainCount值减到0，系统将自动调用对象的dealloc方法(类似于c#中的dispose方法)，开发人员可以在dealloc中释放或清理资源。

1、基本用法

为了演示这种基本方式，先定义一个类Sample

类接口部分Sample.h


 1 //
 2 //  Sample.h
 3 //  MemoryManage_1
 4 //
 5 //  Created by jimmy.yang on 11-2-19.
 6 //  Copyright 2011 __MyCompanyName__. All rights reserved.
 7 //
 8 
 9 #import <Foundation/Foundation.h>
10 
11 @interface Sample : NSObject {
12 
13 }
14 @end

类实现部分Sample.m


 1//
 2//  Sample.m
 3//  MemoryManage_1
 4//
 5//  Created by jimmy.yang on 11-2-19.
 6//  Copyright 2011 __MyCompanyName__. All rights reserved.
 7//
 8
 9#import "Sample.h"
10
11@implementation Sample
12
13-(id) init
14{
15    if (self=[super init]){
16        NSLog(@"构造函数被调用了！当前引用计数:%d",[self retainCount]);
17    }
18    return (self);
19}
20
21-(void) dealloc{
22    NSLog(@"析构函数将要执行...，当前引用计数:%d",[self retainCount]);
23    [super dealloc];
24}
25@end

代码很简单，除了"构造函数"跟"析构函数"之外，没有任何其它多余处理。

主程序调用


 1#import <Foundation/Foundation.h>
 2#import "Sample.h"
 3
 4int main (int argc, const char * argv[]) {    
 5    
 6    Sample *_sample = [Sample new];    //构造函数被调用了！当前引用计数:1
 7    NSLog(@"_sample.retainCount=%d",[_sample retainCount]);//1    
 8    
 9    [_sample retain];
10    NSLog(@"_sample.retainCount=%d",[_sample retainCount]);//2
11    
12    [_sample retain];
13    NSLog(@"_sample.retainCount=%d",[_sample retainCount]);//3    
14    
15    [_sample release];
16    NSLog(@"_sample.retainCount=%d",[_sample retainCount]);//2
17    
18    [_sample release];
19    NSLog(@"_sample.retainCount=%d",[_sample retainCount]);//1
20    
21    [_sample release];//析构函数将要执行...，当前引用计数:1
22    NSLog(@"_sample.retainCount=%d",[_sample retainCount]);//1，注：即便是在析构函数执行后，如果立即再次引用对象的retainCount，仍然返回1,但以后不管再试图引用该对象的任何属性或方法，都将报错
23    NSLog(@"_sample.retainCount=%d",[_sample retainCount]);//对象被释放之后，如果再尝试引用该对象的任何其它方法，则报错
24    //[_sample retain];//同上，会报错    
25     
26    return 0;    
27}

这段代码主要验证:对象刚创建时retainCount是否为1，以及retain和release是否可以改变retainCount的值，同时retainCount减到0时，是否会自动执行dealloc函数

nil 的问题:

1.1 如果仅声明一个Sample类型的变量(其实就是一个指针)，而不实例化，其初始值为nil

1.2 变量实例化以后，就算release掉，dealloc被成功调用，其retainCount并不马上回到0(还能立即调用一次且仅一次[xxx retainCount])，而且指针变量本身也不会自动归为nil值

1.3 dealloc被调用后，必须手动赋值nil，retainCount才会自动归0

以上结论是实际试验得出来的，见下面的代码：


1Sample *s ;    
2NSLog(@"s %@,retainCount=%d",s==nil?@"is nil":@"is not nil",[s retainCount]);//s is nil,retainCount=0    
3s = [Sample new];
4NSLog(@"s %@,retainCount=%d",s==nil?@"is nil":@"is not nil",[s retainCount]);//s is not nil,retainCount=1    
5[s release];
6NSLog(@"s %@,retainCount=%d",s==nil?@"is nil":@"is not nil",[s retainCount]);//s is not nil,retainCount=1
7//NSLog(@"s %@,retainCount=%d",s==nil?@"is nil":@"is not nil",[s retainCount]);//报错：Program received signal:  “EXC_BAD_ACCESS”.
8s = nil;
9NSLog(@"s %@,retainCount=%d",s==nil?@"is nil":@"is not nil",[s retainCount]);//s is nil,retainCount=0

所以千万别用if (x == nil) 或 if ([x retainCount]==0)来判断对象是否被销毁，除非你每次销毁对象后，手动显式将其赋值为nil

2、复杂情况

上面的示例过于简章，只有一个类自己独耍，如果有多个类，且相互之间有联系时，情况要复杂一些。下面我们设计二个类Shoe和Man（即“鞋子类”和”人“），每个人都要穿鞋，所以Man与Shoe之间应该是Man拥有Shoe的关系。

Shoe.h接口定义部分


 1 #import <Foundation/Foundation.h>
 2 
 3 
 4 @interface Shoe : NSObject {
 5     NSString* _shoeColor;
 6     int _shoeSize;
 7 }
 8 
 9 //鞋子尺寸
10 -(void) setSize:(int) size;
11 -(int) Size;
12 
13 //鞋子颜色
14 -(void) setColor:(NSString*) color;
15 -(NSString*) Color;
16 
17 //设置鞋子的颜色和尺码
18 -(void) setColorAndSize:(NSString*) pColor shoeSize:(int) pSize;
19 
20 @end

Shoe.m实现部分


 1 //
 2 //  Shoe.m
 3 //  MemoryManage_1
 4 //
 5 //  Created by jimmy.yang on 11-2-19.
 6 //  Copyright 2011 __MyCompanyName__. All rights reserved.
 7 //
 8 
 9 #import "Shoe.h"
10 
11 
12 @implementation Shoe
13 
14 //构造函数
15 -(id)init
16 {
17     if (self=[super init]){
18         _shoeColor = @"black";
19         _shoeSize = 35;
20     }
21     NSLog(@"一双 %@ %d码 的鞋子造好了！",_shoeColor,_shoeSize);
22     return (self);
23 }
24 
25 -(void) setColor:(NSString *) newColor
26 {
27     _shoeColor = newColor;
28 }
29 
30 -(NSString*) Color
31 {
32     return _shoeColor;
33 }
34 
35 -(void) setSize:(int) newSize
36 {
37     _shoeSize = newSize;
38 }    
39 
40 -(int) Size
41 {
42     return _shoeSize;
43 }
44 
45 -(void) setColorAndSize:(NSString *)color shoeSize:(int)size
46 {
47     [self setColor:color];
48     [self setSize:size];
49 }
50 
51 
52 //析构函数
53 -(void) dealloc
54 {
55     NSLog(@"%@ %d码的鞋子正在被人道毁灭！",_shoeColor,_shoeSize);
56     [super dealloc];
57 }
58 
59 
60 @end

Man.h定义部分


 1 //
 2 //  Man.h
 3 //  MemoryManage_1
 4 //
 5 //  Created by jimmy.yang on 11-2-20.
 6 //  Copyright 2011 __MyCompanyName__. All rights reserved.
 7 //
 8 
 9 #import <Foundation/Foundation.h>
10 #import "Shoe.h"
11 
12 
13 @interface Man : NSObject {
14     NSString *_name;
15     Shoe *_shoe;
16 }
17 
18 
19 -(void) setName:(NSString*) name;
20 -(NSString*)Name;
21 
22 -(void) wearShoe:(Shoe*) shoe;
23 @end

Man.m实现部分


 1 //
 2 //  Man.m
 3 //  MemoryManage_1
 4 //
 5 //  Created by jimmy.yang on 11-2-20.
 6 //  Copyright 2011 __MyCompanyName__. All rights reserved.
 7 //
 8 
 9 #import "Man.h"
10 
11 
12 @implementation Man
13 
14 //构造函数
15 -(id)init
16 {
17     if (self=[super init]){
18         _name = @"no name";
19     }
20     NSLog(@"新人\"%@\"出生了！",_name);
21     return (self);
22 }
23 
24 
25 -(void) setName:(NSString *)newName
26 {
27     _name =newName;
28 }
29 
30 -(NSString*)Name
31 {
32     return _name;
33 }
34 
35 -(void) wearShoe:(Shoe *)shoe
36 {
37     _shoe = shoe;
38 }
39 
40 //析构函数
41 -(void) dealloc
42 {
43     NSLog(@"\"%@\"要死了！ ",_name);
44     [super dealloc];
45 }
46     
47 @end

main函数调用


 1#import <Foundation/Foundation.h>
 2#import "Shoe.h"
 3#import "Man.h"
 4
 5int main (int argc, const char * argv[]) {    
 6    
 7    Man *jimmy = [Man new];
 8    [jimmy setName:@"Jimmy"];
 9    
10    
11    Shoe *black40 =[Shoe new];
12    [black40 setColorAndSize:@"Black" shoeSize:40];
13    
14    [jimmy wearShoe:black40];
15    
16    [jimmy release];
17    [black40 release];
18    
19    return 0;
20    
21}

2011-02-23 13:05:50.550 MemoryManage[253:a0f] 新人"no name"出生了！
2011-02-23 13:05:50.560 MemoryManage[253:a0f] 一双 black 35码的鞋子造好了！
2011-02-23 13:05:50.634 MemoryManage[253:a0f] "Jimmy"要死了！
2011-02-23 13:05:50.636 MemoryManage[253:a0f] Black 40码的鞋子正在被人道毁灭！

以上是输出结果，一切正常，jimmy与black40占用的资源最终都得到了释放。但是有一点不太合理，既然鞋子(black40)是属于人 (jimmy)的，为什么人死了（即:[jimmy release]），却还要main函数来责任烧掉他的鞋子？(即：main函数中还是单独写一行[black40 release]) 貌似人死的时候，就连带自上的所有东西一并带走，这样更方便吧。

ok，我们来改造一下Man.m中的dealloc()方法，改成下面这样：


1//析构函数
2-(void) dealloc
3{
4    NSLog(@"\"%@\"要死了！ ",_name);
5    [_shoe release];//这里释放_shoe
6    [super dealloc];
7}

即：在Man被销毁的时候，先把_shoe给销毁。这样在main()函数中，就不再需要单独写一行[black40 release]来释放black40了.

现在又有新情况了：jimmy交了一个好朋友mike，二人成了铁哥们，然后jimmy决定把自己的鞋子black40，跟mike共同拥有，于是main函数就成了下面这样：


 1int main (int argc, const char * argv[]) {    
 2    
 3    Man *jimmy = [Man new];
 4    [jimmy setName:@"Jimmy"];    
 5    
 6    Shoe *black40 =[Shoe new];
 7    [black40 setColorAndSize:@"Black" shoeSize:40];
 8    
 9    [jimmy wearShoe:black40];
10    
11    Man *mike = [Man new];
12    [mike setName:@"mike"];
13    [mike wearShoe:black40];//mike跟jimmy，现在共同拥有一双40码黑色的鞋子
14    
15    [jimmy release];
16    [mike release];    
17    
18    return 0;
19