概述

我們知道在程序運行過程中要創(chuàng)建大量的對象，和其他高級語言類似，在ObjC中對象時存儲在堆中的，系統(tǒng)并不會自動釋放堆中的內(nèi)存（注意基本類型是由系統(tǒng)自己管理的，放在棧上）。如果一個對象創(chuàng)建并使用后沒有得到及時釋放那么就會占用大量內(nèi)存。其他高級語言如C#、Java都是通過垃圾回收來（GC）解決這個問題的，但在OjbC中并沒有類似的垃圾回收機制，因此它的內(nèi)存管理就需要由開發(fā)人員手動維護。今天將著重介紹ObjC內(nèi)存管理

• 引用計數(shù)器
• 屬性參數(shù)
• 自動釋放池

引用計數(shù)器

在Xcode4.2及之后的版本中由于引入了ARC（Automatic Reference Counting）機制,程序編譯時Xcode可以自動給你的代碼添加內(nèi)存釋放代碼，如果編寫手動釋放代碼Xcode會報錯，因此在今天的內(nèi)容中如果你使用的是Xcode4.2之后的版本（相信現(xiàn)在大部分朋友用的版本都比這個要高），必須手動關閉ARC，這樣才有助于你理解ObjC的內(nèi)存回收機制。

ObjC中的內(nèi)存管理機制跟C語言中指針的內(nèi)容是同樣重要的，要開發(fā)一個程序并不難，但是優(yōu)
秀的程序則更測重于內(nèi)存管理，它們往往占用內(nèi)存更少，運行更加流暢。雖然在新版Xcode引
入了ARC，但是很多時候它并不能完全解決你的問題。在Xcode中關閉ARC：項目屬性—
Build Settings--搜索“garbage”找到Objective-C Automatic Reference Counting設置為No即可。

• 內(nèi)存管理原理

我們都知道在C#、Java中都有GC在自動管理內(nèi)存，當我們實例化一個對象之后通常會有一個變量來引用這個對象（變量中存儲對象地址），當這個引用變量不再使用之后（也就是不再引用這個對象）此時GC就會自動回收這個對象，簡單的說就是：當一個對象沒有任何變量引用的時候就會被回收。
Person.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Person : NSObject

#pragma mark - 屬性
@property (nonatomic,copy) NSString *name;
@property (nonatomic,assign) int age;

@end

Person.m

#import "Person.h"

@implementation Person

#pragma mark - 覆蓋方法
#pragma mark 重寫dealloc方法，在這個方法中通常進行對象釋放操作
-(void)dealloc{
    NSLog(@"Invoke Person's dealloc method.");
    [super dealloc];//注意最后一定要調(diào)用父類的dealloc方法（兩個目的：一是父類可能有其他引用對象需要釋放；二是：當前對象真正的釋放操作是在super的dealloc中完成的）
}

@end

main.m

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Person.h"

void Test1(){
    Person *p=[[Person alloc]init]; //調(diào)用alloc，引用計數(shù)器+1
    p.name=@"Kenshin";
    p.age=28;
    
    NSLog(@"retainCount=%lu",[p retainCount]);
    //結(jié)果：retainCount=1
    
    [p release];
    //結(jié)果：Invoke Person's dealloc method.
    
    
    
    //上面調(diào)用過release方法，p指向的對象就會被銷毀，但是此時變量p中還存放著Person對象的地址，
    //如果不設置p=nil，則p就是一個野指針，它指向的內(nèi)存已經(jīng)不屬于這個程序，因此是很危險的
    p=nil;
    //如果不設置p=nil，此時如果再調(diào)用對象release會報錯，但是如果此時p已經(jīng)是空指針了，
    //則在ObjC中給空指針發(fā)送消息是不會報錯的
    [p release];
}

void Test2(){
    Person *p=[[Person alloc]init];
    p.name=@"Kenshin";
    p.age=28;
    
    NSLog(@"retainCount=%lu",[p retainCount]);
    //結(jié)果：retainCount=1
    
    [p retain];//引用計數(shù)器+1
    NSLog(@"retainCount=%lu",[p retainCount]);
    //結(jié)果：retainCount=2
    
    [p release];//調(diào)用1次release引用計數(shù)器-1
    NSLog(@"retainCount=%lu",[p retainCount]);
    //結(jié)果：retainCount=1
    [p release];
    //結(jié)果：Invoke Person's dealloc method.
    p=nil;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Test1();
    }
    return 0;
}

在上面的代碼中我們可以通過dealloc方法來查看是否一個對象已經(jīng)被回收，如果沒有被回收則有可能造成內(nèi)存泄露。如果一個對象被釋放之后，那么最后引用它的變量我們手動設置為nil，否則可能造成野指針錯誤，而且需要注意在ObjC中給空對象發(fā)送消息是不會引起錯誤的。

野指針錯誤形式在Xcode中通常表現(xiàn)為：Thread 1：EXC_BAD_ACCESS(code=EXC_I386_GPFLT)錯誤。因為你訪問了一塊已經(jīng)不屬于你的內(nèi)存。

• 內(nèi)存釋放的原則

手動管理內(nèi)存有時候并不容易，因為對象的引用有時候是錯綜復雜的，對象之間可能互相交叉引用，此時需要遵循一個法則：誰創(chuàng)建，誰釋放。

假設現(xiàn)在有一個人員Person類，每個Person可能會購買一輛汽車Car，通常情況下購買汽車這個活動我們可能會單獨抽取到一個方法中，同時買車的過程中我們可能會多看幾輛來最終確定理想的車，現(xiàn)在我們的代碼如下：
Car.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Car : NSObject

#pragma mark - 屬性
#pragma mark 車牌號
@property (nonatomic,copy) NSString *no;

#pragma mark - 公共方法
#pragma mark 運行方法
-(void)run;

@end

Car.m

#import "Car.h"

@implementation Car

#pragma mark - 公共方法
#pragma mark 運行方法
-(void)run{
    NSLog(@"Car(%@) run.",self.no);
}

#pragma mark - 覆蓋方法
#pragma mark 重寫dealloc方法
-(void)dealloc{
    
    NSLog(@"Invoke Car(%@) dealloc method.",self.no);
    [super dealloc];
}
@end

Person.h

#import <Foundation/Foundation.h>
@class Car;

@interface Person : NSObject{
    Car *_car;
}

#pragma mark - 屬性
#pragma mark 姓名
@property (nonatomic,copy) NSString *name;

#pragma mark - 公共方法
#pragma mark Car屬性的set方法
-(void)setCar:(Car *)car;
#pragma mark  Car屬性的get方法
-(Car *)car;
@end

Person.m

#import "Person.h"
#import "Car.h"

@implementation Person

#pragma mark - 公共方法
#pragma mark Car屬性的set方法
-(void)setCar:(Car *)car{
    if (_car!=car) { //首先判斷要賦值的變量和當前成員變量是不是同一個變量
        [_car release]; //釋放之前的對象
        _car=[car retain];//賦值時重新retain
    }
}
#pragma mark  Car屬性的get方法
-(Car *)car{
    return _car;
}

#pragma mark - 覆蓋方法
#pragma mark 重寫dealloc方法
-(void)dealloc{
    NSLog(@"Invoke Person(%@) dealloc method.",self.name);
    [_car release];//在此釋放對象，即使沒有賦值過由于空指針也不會出錯
    [super dealloc];
}
@end

main.m

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Person.h"
#import "Car.h"

void getCar(Person *p){
    Car *car1=[[Car alloc]init];
    car1.no=@"888888";
    
    p.car=car1;
    
    NSLog(@"retainCount(p)=%lu",[p retainCount]);
    
    Car *car2=[[Car alloc]init];
    car2.no=@"666666";
    
    [car1 release];
    car1=nil;
    
    [car2 release];
    car2=nil;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *p=[[Person alloc]init];
        p.name=@"Kenshin";
        
        getCar(p);
        
        [p.car run];
        
        [p release];
        
        p=nil;
        
    }
    return 0;
}

程序運行結(jié)果：

261710001826308.png

從運行結(jié)果來看創(chuàng)建的三個對象p、car1、car2都被回收了，而且[p.car run]也能順利運行，已經(jīng)達到了我們的需求。但是這里需要重點解釋一下setCar方法的實現(xiàn),setCar方法中為什么沒有寫成如下形式：

-(void)setCar:(Car *)car{
    _car=car;
}

前面在我們說到屬性的定義時不是都采用的這種方式嗎？

根據(jù)前面說到的內(nèi)存釋放原則，getCar方法完全符合，在這個方法中定義的兩個對象car1、car2也都是在這個方法中釋放的，包括main函數(shù)中的p對象也是在main函數(shù)中定義和釋放的。但是如果發(fā)現(xiàn)調(diào)用完getCar方法之后緊接著調(diào)用了汽車的run方法，當然這在程序設計和開發(fā)過程中應該是再普通不過的設計了。如果setCar寫成“_car=car”的形式，當調(diào)用完getCar方法后，人員的car屬性被釋放了，此時調(diào)用run方法是會報錯的（大家自己可以試試）。但是如下的方式卻不會有問題：

-(void)setCar:(Car *)car{
    if (_car!=car) { //首先判斷要賦值的變量和當前成員變量是不是同一個變量
        [_car release]; //釋放之前的對象
        _car=[car retain];//賦值時重新retain
    }
}

因為在這個方法中我們通過[car retain]保證每次屬性賦值的時候?qū)ο笠糜嫈?shù)器+1,這樣一來調(diào)用過getCar方法可以保證人員的car屬性不會被釋放，其次為了保證上一次的賦值對象（car1）能夠正常釋放，我們在賦新值之前對原有的值進行release操作。最后在Person的dealloc方法中對_car進行一次release操作（因為setCar中做了一次retain操作）保證_car能正?；厥?。

屬性參數(shù)

像上面這樣編寫setCar方法的情況是比較多的，那么如何使用@property進行自動實現(xiàn)呢？答案就是使用屬性參數(shù)，例如上面car屬性的setter方法，可以通過@property定義如下：

@property (nonatomic,retain) Car *car;

你會發(fā)現(xiàn)此刻我們不必手動實現(xiàn)car的getter、setter方法程序仍然沒有內(nèi)存泄露。其實大家也應該都已經(jīng)看到前面Person的name屬性定義的時候我們同樣加上了（nonatomic,copy）參數(shù)，這些參數(shù)到底是什么意思呢？

11.png

@property的參數(shù)分為三類，也就是說參數(shù)最多可以有三個，中間用逗號分隔，每類參數(shù)可以從上表三類參數(shù)中人選一個。如果不進行設置或者只設置其中一類參數(shù)，程序會使用三類中的各個默認參數(shù)，默認參數(shù)：(atomic,readwrite,assign)

一般情況下如果在多線程開發(fā)中一個屬性可能會被兩個及兩個以上的線程同時訪問，此時可以考慮atomic屬性，否則建議使用nonatomic，不加鎖，效率較高；readwirte方法會生成getter、setter兩個方法，如果使用readonly則只生成getter方法；關于set方法處理需要特別說明，假設我們定義一個屬性a，這里列出三種方式的生成代碼：

assign，用于基本數(shù)據(jù)類型

-(void)setA:(int)a{
    _a=a;
}

retain，通常用于非字符串對象

-(void)setA:(Car *)a{
    if(_a!=a){
        [_a release];
        _a=[a retain];
    }
}

copy，通常用于字符串對象、block、NSArray、NSDictionary

-(void)setA:(NSString *)a{
    if(_a!=a){
        [_a release];
        _a=[a copy];
    }
}

備注：本文基于MRC進行介紹，ARC下的情況不同，請參閱其他文章，例如ARC下基本數(shù)據(jù)類型默認的屬性參數(shù)為(atomic,readwrite,assign)，對象類型默認的屬性參數(shù)為(atomic,readwrite,strong)

自動釋放池

在ObjC中也有一種內(nèi)存自動釋放的機制叫做“自動引用計數(shù)”（或“自動釋放池”），與C#、Java不同的是，這只是一種半自動的機制，有些操作還是需要我們手動設置的。自動內(nèi)存釋放使用@autoreleasepool關鍵字聲明一個代碼塊，如果一個對象在初始化時調(diào)用了autorelase方法，那么當代碼塊執(zhí)行完之后，在塊中調(diào)用過autorelease方法的對象都會自動調(diào)用一次release方法。這樣一來就起到了自動釋放的作用，同時對象的銷毀過程也得到了延遲（統(tǒng)一調(diào)用release方法）?？聪旅娴拇a：
Person.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Person : NSObject

#pragma mark - 屬性
#pragma mark 姓名
@property (nonatomic,copy) NSString *name;

#pragma mark - 公共方法
#pragma mark 帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)
-(Person *)initWithName:(NSString *)name;
#pragma mark 取得一個對象（靜態(tài)方法）
+(Person *)personWithName:(NSString *)name;
@end

Person.m

#import "Person.h"

@implementation Person

#pragma mark - 公共方法
#pragma mark 帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)
-(Person *)initWithName:(NSString *)name{
    if(self=[super init]){
        self.name=name;
    }
    return self;
}
#pragma mark 取得一個對象（靜態(tài)方法）
+(Person *)personWithName:(NSString *)name{
    Person *p=[[[Person alloc]initWithName:name] autorelease];//注意這里調(diào)用了autorelease
    return p;
}

#pragma mark - 覆蓋方法
#pragma mark 重寫dealloc方法
-(void)dealloc{
    NSLog(@"Invoke Person(%@) dealloc method.",self.name);
    [super dealloc];
}

@end

main.m

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Person.h"


int main(int argc, const char * argv[]) {

    @autoreleasepool {
        Person *person1=[[Person alloc]init];
        [person1 autorelease];//調(diào)用了autorelease方法后面就不需要手動調(diào)用release方法了
        person1.name=@"Kenshin";//由于autorelease是延遲釋放，所以這里仍然可以使用person1
        
        Person *person2=[[[Person alloc]initWithName:@"Kaoru"] autorelease];//調(diào)用了autorelease方法
        
        Person *person3=[Person personWithName:@"rosa"];//內(nèi)部已經(jīng)調(diào)用了autorelease，所以不需要手動釋放，這也符合內(nèi)存管理原則，因為這里并沒有alloc所以不需要release或者autorelease
        
        Person *person4=[Person personWithName:@"jack"];
        [person4 retain];
    }
    /*結(jié)果：
     Invoke Person(rosa) dealloc method.
     Invoke Person(Kaoru) dealloc method.
     Invoke Person(Kenshin) dealloc method.
     */
    
    return 0;
}

當上面@autoreleaespool代碼塊執(zhí)行完之后，三個對象都得到了釋放，但是person4并沒有釋放，原因很簡單，由于我們手動retain了一次，當自動釋放池釋放后調(diào)用四個對的release方法，當調(diào)用完person4的release之后它的引用計數(shù)器為1，所有它并沒有釋放（這是一個反例，會造成內(nèi)存泄露）；autorelase方法將一個對象的內(nèi)存釋放延遲到了自動釋放池銷毀的時候，因此上面person1，調(diào)用完autorelase之后它還存在，因此給name賦值不會有任何問題；在ObjC中通常如果一個靜態(tài)方法返回一個對象本身的話，在靜態(tài)方法中我們需要調(diào)用autorelease方法，因為按照內(nèi)存釋放原則，在外部使用時不會進行alloc操作也就不需要再調(diào)用release或者autorelase，所以這個操作需要放到靜態(tài)方法內(nèi)部完成。

對于自動內(nèi)存釋放簡單總結(jié)一下：

1.autorelease方法不會改變對象的引用計數(shù)器，只是將這個對象放到自動釋放池中；
2.自動釋放池實質(zhì)是當自動釋放池銷毀后調(diào)用對象的release方法，不一定就能銷毀對象（例如如果一個對象的引用計數(shù)器>1則此時就無法銷毀）；
3.由于自動釋放池最后統(tǒng)一銷毀對象，因此如果一個操作比較占用內(nèi)存（對象比較多或者對象占用資源比較多），最好不要放到自動釋放池或者考慮放到多個自動釋放池；
4.ObjC中類庫中的靜態(tài)方法一般都不需要手動釋放，內(nèi)部已經(jīng)調(diào)用了autorelease方法；