什么是ARC

自動的引用計數(shù)(Automatic Reference Count 簡稱 ARC),是蘋果在 WWDC 2011 年大會上提出的用于內(nèi)存管理的技術(shù)。

引用計數(shù)(Reference Count)是一個簡單而有效的管理對象生命周期的方式。當(dāng)我們創(chuàng)建一個新對象的時候,它的引用計數(shù)為 1,當(dāng)有一個新的指針指向這個對象時,我們將其引用計數(shù)加 1,當(dāng)某個指針不再指向這個對象是,我們將其引用計數(shù)減 1,當(dāng)對象的引用計數(shù)變?yōu)?0 時,說明這個對象不再被任何指針指向了,這個時候我們就可以將對象銷毀,回收內(nèi)存。由于引用計數(shù)簡單有效,除了 Objective-C 語言外,微軟的 COM(Component Object Model )、C++11(C++11 提供了基于引用計數(shù)的智能指針 share_prt) 等語言也提供了基于引用計數(shù)的內(nèi)存管理方式。

引用計數(shù)這種內(nèi)存管理方式雖然簡單,但是手工寫大量的操作引用計數(shù)的代碼不但繁瑣,而且容易被遺漏。于是蘋果在 2011 年引入了 ARC。ARC 顧名思義,是自動幫我們填寫引用計數(shù)代碼的一項功能。

ARC 的想法來源于蘋果在早期設(shè)計 Xcode 的 Analyzer 的時候,發(fā)現(xiàn)編譯器在編譯時可以幫助大家發(fā)現(xiàn)很多內(nèi)存管理中的問題。后來蘋果就想,能不能干脆編譯器在編譯的時候,把內(nèi)存管理的代碼都自動補上,帶著這種想法,蘋果修改了一些內(nèi)存管理代碼的書寫方式(例如引入了 @autoreleasepool 關(guān)鍵字)后,在 Xcode 中實現(xiàn)了這個想法。

ARC 的工作原理大致是這樣:當(dāng)我們編譯源碼的時候,編譯器會分析源碼中每個對象的生命周期,然后基于這些對象的生命周期,來添加相應(yīng)的引用計數(shù)操作代碼。所以,ARC 是工作在編譯期的一種技術(shù)方案,這樣的好處是:

編譯之后,ARC 與非 ARC 代碼是沒有什么差別的,所以二者可以在源碼中共存。實際上,你可以通過編譯參數(shù) -fno-objc-arc 來關(guān)閉部分源代碼的 ARC 特性。

相對于垃圾回收這類內(nèi)存管理方案,ARC 不會帶來運行時的額外開銷,所以對于應(yīng)用的運行效率不會有影響。相反,由于 ARC 能夠深度分析每一個對象的生命周期,它能夠做到比人工管理引用計數(shù)更加高效。例如在一個函數(shù)中,對一個對象剛開始有一個引用計數(shù) +1 的操作,之后又緊接著有一個 -1 的操作,那么編譯器就可以把這兩個操作都優(yōu)化掉。

但是也有人認(rèn)為,ARC 也附帶有運行期的一些機制來使 ARC 能夠更好的工作,他們主要是指 weak 關(guān)鍵字。weak 變量能夠在引用計數(shù)為 0 時被自動設(shè)置成 nil,顯然是有運行時邏輯在工作的。我通常并沒有把這個算在 ARC 的概念當(dāng)中,當(dāng)然,這更多是一個概念或定義上的分歧,因為除開 weak 邏輯之外,ARC 核心的代碼都是在編譯期填充的。

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