之前就總結過內存管理的內容，但并不系統(tǒng)、全面。所以，一直想找時間好好把這一塊內容規(guī)整一下，因為說起內存管理，這是一個很龐大而又與開發(fā)密不可分的內容，雖然ARC下我們幾乎不需要手動管理內存，但我們還是要了解一些內存管理的原理和內存優(yōu)化的方案。
一.iOS內存管理基本原理
iOS和其它系統(tǒng)一樣，內存分頁，每頁4K。多個頁構成一個region統(tǒng)一管理，負責管理的對象是VM object，其中包含了pager、size、resident pages等諸多屬性。
不管是Objective-C的[NSObject alloc]，還是C代碼的對內存分配，最終重任都會落到malloc庫上，釋放也是如此，最終都將使用malloc庫中的free()。
當內存吃緊時，對于可以重新載入的只讀數(shù)據來說，直接清理掉，而對于可寫的數(shù)據，只能通過App自己去管理維護。內存緊張時，iOS會向App發(fā)起memory warning，不配合釋放足夠內存者，kill！
二. ARC（引用計數(shù)）
1. 何為引用計數(shù)機制？
ARC 是 WWDC2011 和 iOS5 引入的變化。ARC 是 LLVM 3.0 編譯器的特性，用來自動管理內存。
與 Java 中 GC 不同，ARC 是編譯器特性，而不是基于運行時的，所以 ARC 其實是在編譯階段自動幫開發(fā)者插入了管理內存的代碼，而不是實時監(jiān)控與回收內存。
以經典的開燈例子舉例，在辦公室內至少有一人保持開燈狀態(tài)，無人時保持關燈狀態(tài)
最早進入辦公室的人 ===> 開燈 ==== > 生成對象
之后進入辦公室的人 ===> 需要照明 ==== > 持有對象
下班離開辦公室的人 ===> 不需要照明 ==== > 釋放對象
最后下班離開辦公室的人===> 關燈 ==== > 廢棄對象
中間無論多少人，只要遵循進來就需要照明，走就不要照明。這樣辦公室的照明就可以得到很好的管理；同理使用引用計數(shù)功能，對象也能夠得到很好的管理。
原則：
1） 當對象被創(chuàng)建（通過alloc、new或copy等方法）時，其引用計數(shù)初始值為1。
2 ） 持有對象，當對象被強引用時，引發(fā)retain方法，引用計數(shù)加1。
3） 對象被釋放時，引發(fā)release操作，引用計數(shù)減1。
4） 當引用計數(shù)為0時，引發(fā)dealloc操作，對象被銷毀廢棄。
注意：不可對已經被銷毀的對象發(fā)送消息
2. ARC的修飾符
ARC的修飾符提供成員變量訪問方法、權限、環(huán)境、內存管理類型的聲明。
屬性的參數(shù)分為三類，基本數(shù)據類型默認為(atomic,readwrite,assign)，對象類型默認為(atomic,readwrite,strong)，其中第三個參數(shù)就是該屬性的內存管理方式修飾，修飾詞可以是以下之一：
- strong：強引用（引用計數(shù)＋1），持有所指向對象的所有權，無修飾符情況下的默認值。如需強制釋放，可置nil。
- weak：弱引用，不持有所指向對象的所有權，引用指向的對象內存被回收之后，引用本身會置nil，避免野指針。
使用set方法賦值時，實質上不保留新值，也不釋放舊值，只設置新值。 - retain：release舊值，再retain新值（引用計數(shù)＋1）
使用set方法賦值時，實質上是會先保留新值，再釋放舊值，再設置新值，避免新舊值一樣時導致對象被釋放的的問題。 - copy：release舊值，再copy新值（拷貝內容）
一般用來修飾String、Dict、Array等需要保護其封裝性的對象，尤其是在其內容可變的情況下，因此會拷貝（深拷貝）一份內容給屬性使用，避免可能造成的對源內容進行改動。
使用set方法賦值時，實質上是會先拷貝新值，再釋放舊值，再設置新值。
實際上，遵守NSCopying的對象都可以使用copy，當然，如果你確定是要共用同一份可變內容，你也可以使用strong或retain。 - assign：直接賦值，一般用來修飾基本數(shù)據類型
3. block的內存管理
iOS中使用block必須自己管理內存，錯誤的內存管理將導致循環(huán)引用等內存泄漏問題，這里主要說明在ARC下block聲明和使用的時候需要注意的兩點：
1） 如果你使用@property去聲明一個block的時候，一般使用copy來進行修飾（當然也可以不寫，編譯器自動進行copy操作），盡量不要使用retain。
@property (nonatomic, copy) void(^block)(NSData * data);
2） block會對內部使用的對象進行強引用，因此在使用的時候應該確定不會引起循環(huán)引用，當然保險的做法就是添加弱引用標記。
__weak typeof(self) weakSelf = self;
4. autorelease和autorelaesepool
官方文檔解釋：
每個線程（包括主線程），都維護了一個管理 NSAutoreleasePool 的棧。當創(chuàng)先新的 Pool 時，他們會被添加到棧頂。當 Pool 被銷毀時，他們會被從棧中移除。
autorelease 的對象會被添加到當前線程的棧頂?shù)?Pool 中。當 Pool 被銷毀，其中的對象也會被釋放。
當線程結束時，所有的 Pool 被銷毀釋放。
autorelease 顧名思義及時自動釋放的意思。它有點類似 C 語言中自動變量的特性。程序執(zhí)行時，若自動變量超出其作用域，該自動變量將被自動廢棄。
1. autorelease具體的使用方法：
- 生成并持有 NSAutoreleasePool 對象
- 調用已分配對象的 autorelease 實例方法
- 廢棄 NSAutoreleasePool 對象
使用場景：需要延遲釋放某些對象的情況時，可以把他們先放到對應的Autorelease Pool中，等Autorelease Pool生命周期結束時再一起釋放。
利用@autoreleasepool優(yōu)化循環(huán)的內存占用，可能是我們會用到的一點。如下面的循環(huán)，次數(shù)非常多，而且循環(huán)體里面的對象都是臨時創(chuàng)建使用的，就可以用@autoreleasepool包起來，讓每次循環(huán)結束時，可以及時的釋放臨時對象的內存。
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
@autoreleasepool {
// 創(chuàng)建對象 TODO:
NSObject *obj = [[NSObject alloc]init];
};
}
2. Autorelease對象什么時候釋放？
在沒有手加Autorelease Pool的情況下，Autorelease對象是在當前的runloop迭代結束時釋放的，而它能夠釋放的原因是系統(tǒng)在每個runloop迭代中都加入了自動釋放池Push和Pop
ARC 中我們使用@autoreleasepool{}來使用一個AutoreleasePool的是時候，編譯器就將其改寫成下面的樣子：
void *context = objc_autoreleasePoolPush();
// {}中的代碼，所有接收到 autorelease 消息的對象會被添加到這個 autoreleasepool 中
objc_autoreleasePoolPop(context);
而這兩個函數(shù)都是對AutoreleasePoolPage的簡單封裝，所以自動釋放機制的核心就在于這個類。AutoreleasePoolPage是一個C++實現(xiàn)的類。
* AutoreleasePool并沒有單獨的結構，而是由若干個``AutoreleasePoolPage``以雙向鏈表的形式組合而成（分別對應結構中的parent指針和child指針）
* AutoreleasePool是按線程一一對應的（結構中的thread指針指向當前線程）
* ``AutoreleasePoolPage``每個對象會開辟4096字節(jié)內存（也就是虛擬內存一頁的大小），除了上面的實例變量所占空間，剩下的空間全部用來儲存autorelease對象的地址
* 上面的id *next指針作為游標指向棧頂最新add進來的autorelease對象的下一個位置
* 一個``AutoreleasePoolPage``的空間被占滿時，會新建一個``AutoreleasePoolPage``對象，連接鏈表，后來的``autorelease``對象在新的page加入
所以，若當前線程中只有一個AutoreleasePoolPage對象，并記錄了很多autorelease對象地址時內存如下圖：
![Upload 51530583gw1elj5gvphtqj20dy0cx756.jpg failed. Please try again.]
圖中的情況，這一頁再加入一個autorelease對象就要滿了（也就是next指針馬上指向棧頂），這時就要執(zhí)行上面說的操作，建立下一頁page對象，與這一頁鏈表連接完成后，新page的next指針被初始化在棧底（begin的位置），然后繼續(xù)向棧頂添加新對象。
所以，向一個對象發(fā)送-autorelease消息，就是將這個對象加入到當前AutoreleasePoolPage的棧頂next指針指向的位置
釋放
每當進行一次objc_autoreleasePoolPush調用時，runtime向當前的AutoreleasePoolPage中add進一個哨兵對象，值為0（也就是個nil），那么這一個page就變成了下面的樣子：
objc_autoreleasePoolPush的返回值正是這個哨兵對象的地址，被objc_autoreleasePoolPop(哨兵對象)作為入參，于是：
- 根據傳入的哨兵對象地址找到哨兵對象所處的page
- 在當前page中，將晚于哨兵對象插入的所有autorelease對象都發(fā)送一次- release消息，并向回移動next指針到正確位置
- 補充2：從最新加入的對象一直向前清理，可以向前跨越若干個page，直到哨兵所在的page
剛才的objc_autoreleasePoolPop執(zhí)行后，最終變成了下面的樣子：
這篇，主要講了內存管理的原理和概念性的東西，下一篇會針對內存泄漏及內存優(yōu)化解決方案做詳細的介紹
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