iOS开发-内存管理

时间:2023-03-08 22:05:18
iOS开发-内存管理

内存管理

对于这篇呢,其实现在都是ARC模式,正常状态下基本不用我们去手动释放内存,所以如果不是要面试呀、装逼或者扎实功底的,就先别看了或者了解下即可,因为像面试时,有些面试官想看你的基础时,就有些人会问,现在工作基本不会用到。

学习目标

1. 掌握内存管理的原理

2. 掌握手动内存管理

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1.需要理解的知识

1.1内存管理

1.1.1 C的内存管理,以及麻烦之处

char *p = (char *)malloc(100*sizeof (char));

这是C的动态内存分配,我们手动跟系统申请了100个字节的内存;或者说系统在堆里开辟了100个字节的空间,并将这个空间的首地址返回给指针变量p。

strcpy(p,"Hello World!");

将字符串拷贝给指针变量p指向的内存空间。

puts(p);

将p指针指向的内存空间里的字符串打印出来。

free(p);

使用完成后,手动跟系统释放内存空间;或者说系统回收空间。

如上就是C里简单的内存管理。

C的内存管理,我们手动申请,手动释放。这样来看,我们只需要注意两个问题就好了:

1,申请内存,使用完成后需要释放,如果不释放会造成内存泄露。

2,不能多次释放,如果多次释放,则会崩溃。

但是,如果项目比较复杂,需要有几十上百号人一起分工完成,就很容易出现问题。

比方说我们开辟了一块内存空间,里存放了一块很有用的数据。但是,这个数据不只有我在这一块代码里用,甚至有多个人,在程序的多个地方使用。这样造成的结果就是,就算我使用完成这块内存,我也不能去释放他,因为我不能确定,别人在别的地方是否还需要使用这块内存。内存泄露在所难免了。

OC的内存管理:

1.1.2 引用计数(retainCount)

对于一块动态申请的内存,有一个人(指针)使用,就给这个内存的计数器加1,使用完成后,就给这个计数器减1,当这个内存的引用计数为0了,我们再释放他,这样,上面的问题就解决了。OC,就是使用引用计数这种方式来管理内存的。

1.1.3 内存管理的黄金法则

对于引用计数来说,有一套内存管理的黄金法则:

The basic rule to apply is everything that increases the reference counter with alloc, [mutable]copy[withZone:] or retain is in charge of the corresponding [auto]release.

如果对一个对象使用了alloc、copy、mutablecopy、retain,new,那么你必须使用

相应的release或者autorelease。

通俗一点的说法就是谁污染谁治理。

1.1.4 objective-C的内存管理遵守下面这个简单的策略:

1.你拥有你创建的对象,也就是说创建的对象(使用alloc,new,copy或者mutalbeCopy等方法)的初始引用计数是1。

2.给对象发送retain消息后,你拥有了这个对象 ,retainCount+1

3.当你不需要使用该对象时,发送release或者autorelease消息放弃这个对象

4.不要对你不拥有的对象发送“放弃”的消息

1.1.4 MRC和ARC

ARC Automatic Reference Counting,自动引用计数,由xcode,帮我们去管理内存。

MRC Manual  Reference Counting,手动引用计数,我们手动管理内存。

Xcode 5.0  版本以后默认是ARC模式,

1.1.5 如何将工程改为MRC

xcode5,工程创建的时候是ARC的,我们如果想要MRC,需要进行如下设置。

选中工程 - target - Bulid Settings -Automatic Reference Counting改为NO。

1.1.6 ARC执行了新的规则

● 开发者不能显示调用dealloc;不能实现和调用retain、release、retainCount和autorelease。

禁止使用@selector(retain),@selector(release)等等。

开发者仍可以实现dealloc方法,如果你想管理资源而不是变量。

ARC中自定义的dealloc方法,不需要调用[super dealloc](其实这样做就会导致编译错误),编译器会强制自动链接到父类。

开发者仍可以对Core Foundation-style对象,使用CFRetain,CFRelease和其他相关方法。

● 开发者不能使用NSAutoreleasePool对象。ARC下使用@autoreleasepool,它比NSAtuoreleasePool更有效率。

为了配合手动引用计数,ARC的方法命名有限制:

● 访问器方法不能已new开头,反过来就是:开发者不能声明一个已new开头的属性,除非你给你指定一个getter

// 不正确
@property NSString *newTitle; // 正确
@property (getter=theNewTitle) NSString *newTitle;

1.1.7.野指针错误形式在Xcode中通常表现为:Thread 1EXC_BAD_ACCESS(code=EXC_I386_GPFLT)错误。因为你访问了一块已经不属于你的内存。

2.需要记住的知识

2.1 alloc与release

创建一个Dog类

@interface Dog : NSObject

  @end

  @implementation Dog

  - (void)dealloc

  {

    NSLog(@"dog dealloc");

    [super dealloc];

  }

  @end

delloc里的析构函数,当对象销毁的时候,会自动调用这个方法,我们在这里重写这个方法。

在main函数里,写入如下代码:

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

  {

    @autoreleasepool {

        Dog *dog = [[Dog alloc] init];

     }

    NSLog(@"程序即将退出");

    return ;

  }

从终端打印信息来看,程序即将退出这条打印之前,已经打印dog dealloc,也就是说在程序运行结束前,dog对象已经销毁了。这个是ARC,由xcode帮我们管理dog对象。

将ARC改为MRC,再执行程序,dog对象并没有销毁,因为我们现在是手动管理了,我们需要遵守内存管理的黄金法则,Dog *dog = [[Dog alloc] init]; 我们需要对dog进行release。将main函数代码改为如下形式:

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

{

    @autoreleasepool {

        Dog *dog = [[Dog alloc] init];

     [dog release];

     }

    NSLog(@"程序即将退出");

    return ;

}

再次执行程序,从打印可以看出,dog对象,已经销毁。这就是黄金法则,我们对dog进行alloc,就要对dog进行release。

注意,release 并不是销毁对象,让对象的引用计数减1,当对象的引用计数为0的时候,自动调用dealloc方法,销毁对象。

2.2 retain与retainCount

retain,将对象进行保留操作,也就是使对象的引用计数加1。

retainCount,打印一个对象的引用计数。

2.3 类的复合中使用

在上面代码中,增加Person类

@interface Person : NSObject {

  // 一个人,养了一条狗(持有一条狗)

    Dog *_dog;

  }

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

  - (Dog *)dog;

  @end

  @implementation Person

  /* 版本1 (有问题) 人并没有真正持有狗,如果在main函数里[dog release],让dog的引用计数减1,就变为0,dog就销毁了。

    - (void)setDog:(Dog *)dog

  {

    _dog = dog;

  }

    */

  /* 版本2 (有问题) 如果人再持有别的狗,就会造成第一条狗得不到释放,内存泄露。

  - (void)setDog:(Dog *)dog

  {

    _dog = [dog retain];

  }

    */

  /* 版本3 (有问题) 如果本来持有一条狗,又重新设置这条狗,先进行release,这个时候,很可能dog就销毁了,然后,就没法再次retain了。

  - (void)setDog:(Dog *)dog

  {

    [_dog release];

    _dog = [dog retain];

  }

    */

  // 版本4 OK!,标准写法

  - (void)setDog:(Dog *)dog

  {

    if (_dog != dog) {

         [_dog release];

          _dog = [dog retain];

      }

  }

  - (Dog *)dog

  {

    return _dog;

  }

  - (void)dealloc

  {

    NSLog(@"person dealloc");

  // 人在销毁的时候,一并将持有的dog对象销毁

    [_dog release];

    [super dealloc];

  }

//MRC:

黄金法则:

只要使用了alloc/retain/copy/mutableCopy,new, 创建了对象

那么就必须使用release进行释放,

———总结一句话就是:谁创建,谁负责释放

retain   —  使对象的引用计数+1, 如果指针需要去持有这个对象

需要使用retain

retainCount:  返回对象的引用计数值

release :  — 使对象的引用计数 -1, 而不是释放对象

dealloc:对象销毁的时候(也就是retainCount为0的时候)自动调用这个方法

MRC:

2.4 @property retain,assign,copy展开

2.4.1 retain展开

如上代码里,Person的setter和getter方法,也可以用property,写成如下形式

@property (nonatomic, retain) Dog *dog;

则会展开如下:

- (void)setDog:(Dog *)dog

{

  if (_dog != dog)

  {

    [_dog release];

    _dog = [dog retain];

  }

}

2.4.2 assign展开

//简单数据类型 ,OC的内存管理对于简单的数据类型 int\float…,

@property (nonatomic, assign) Dog *dog;,assign是直接赋值,则会展开如下:

- (void)setDog:(QFDog *)dog

{

  _dog = dog;

}

2.4.3 copy展开  , 复制一份原来的对象

//copy 多用于字符串

@property (nonatomic, copy)NSString *name;

           展开如下:

- (void)setName:(NSString *)name

{

  if (_name != name)

  {

    [_name release];

    _name = [name copy];

  }

}

2.4 字符串内存管理

2.4.1 字符串的内存管理

// 对于字符串而言,非常不遵守黄金法则! (如果从字符串的引用计数来看,乱七八糟!) 这只是一个表象! 其实内部还是遵循的!!

// 我们要做的是,我们依旧遵守我们的黄金法则!

因此,如果是NSString,我们的property格式写成如下: @property (nonatomic, copy) NSString *name;

2.4.2 copy和mutableCopy

2.5 数组的内存管理

结论

1)当我们创建数组的时候,数组会对每个对象进行引用计数加1

2)当数组销毁的时候,数组会对每个对象进行引用计数减1

3)当我们给数组添加对象的时候,会对对象进行引用计数加1

4)当我们给数组删除对象的时候,会对对象进行引用计数减1

总之,谁污染谁治理,管好自己就可以了(数组内部也遵守内存管理)。

2.6 autorelease与autoreleasepool

在main函数里写如下代码:

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

  {

    @autoreleasepool {

           Dog *dog = [[Dog alloc] init];

      //dog并没有马上销毁,而是延迟销毁,将dog对象的拥有权交给了autoreleasepool

      [dog autorelease];

      //这个是可以打印的,因为打印完dog的引用计数后,dog对象才销毁

      NSLog(@"retainCount = %lu",dog.retainCount);

     }

    NSLog(@"程序即将退出");

    return ;

  }

autoreleasepool相当于一个数组,如果哪个对象发送autorelease消息,实际将对象的拥有权交给了autoreleasepool;当autoreleasepool销毁的时候,autoreleasepool里持有的对象都发送一个release消息。

2.7 加方法的内存管理

我们用加方法创建的对象,不用我们release,是因为类内部的实现使用了autorelease,延迟释放

在Dog类的声明里增加一个加方法

+ (id)dog;

在Dog类的实现里进行实现

+ (id)dog

{

注意,这里不要写成release,如果是release,那么刚创建就销毁了,使用autorelease,使得将对象的拥有权交给了自动释放池,只要自动释放池没有销毁,dog对象也就不会销毁。

return [[[Dog alloc] init] autorelease];

}

2.8  对于自动内存释放简单总结一下:

  1. 1 autorelease方法不会改变对象的引用计数器,只是将这个对象放到自动释放池中;
  2. 自动释放池实质是当自动释放池销毁后调用对象的release方法,不一定就能销毁对象(例如如果一个             对象的引用计数器>1则此时就无法销毁);
  3. 由于自动释放池最后统一销毁对象,因此如果一个操作比较占用内存(对象比较多或者对象占用资源比较多),最好不要放到自动释放池或者考虑放到多个自动释放池;
  4. ObjC中类库中的静态方法一般都不需要手动释放,内部已经调用了autorelease方法;

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ARC模式下的关键字:

__strong/__weak/__unsafe_unretain

开发者需要正确修饰变量。使用下面的格式来修饰变量声明。

类名*  修饰  变量名

例如:

       MyClass * __weak myWeakReference;
MyClass * __unsafe_unretained myUnsafeReference;

对应的@property 参数分别为

strong/weak/unsafe_unretain

__strong : 强引用,相当于MRC下的retain,指针对对象具有决定的占

有,默认情况。

__weak :     弱引用,指针对对象不具有决定的占有,相当于MRC下的

assign,对象释放后,指针赋值为nil。

__unsafe_unretain:弱引用,指针对对象不具有决定的占有,相当于MRC下的assign,对象释放后,指针为悬垂指针(不会赋值为nil),可以会出现野指针,不建议使用。

@property(nonatomic, strong) xxx

//set 类似于 retain 展开  [name retain]

@property(nonatomic, weak)  xxx

//类似于 assign

@property(nonatomic, unsafe_unretain) xxx

//类似于 assign