iOS内存管理篇(一)---alloc/reatain/release/dealloc方法实现

前言:自从苹果开发出 ARC这个后，基本上使用 MRC开发的就很少了，但是我们还是有必要了解一下原理以及过去的使用。

1. MRC是什么

MRC（MannulReference Counting）简而言之就是手动计数，手动管理 对象的释放以及引用计数

2. ARC是什么

ARC(Automatic Reference Counting) 自动管理计数，不需要写多余的代码。

我们简单的来了解一下MRC的工作
现在我们来新建一个工程 并且在如图的地方输入 "-fno-objc-arc"

这里写图片描述

然后我们在 appdelegate.m文件里面输入如下的代码

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
    
    NSObject *object=[[NSObject alloc]init];
    ///这个时候 object 没有被别的对象持有 仅仅调用了 [object retainCount] 方法 所以 object的引用计数为1
    NSLog(@"objectCount:%ld",[object retainCount]);
    
    NSObject *another=[object retain];
    ///这个时候 object 被 another 持有 所以引用计数+1 此时引用计数为 2
    NSLog(@"objectCount:%ld",[object retainCount]);
    
    [another release];
    ///执行完[another release]这句代码后 another 的被释放 所以 object 的引用计数变成1了
    NSLog(@"objectCount:%ld",[object retainCount]);
    
    ///执行完这句代码后, object 引用计数就为0了
    [object release];
    return YES;
}

输出结果如下:

这里写图片描述

---

我们通过这个例子可以看出来,对于 MRC来说,需要手动维护对象的计数,管理对象的存在和销毁的问题.如果稍有不注意的地方,就会存在内存泄露和循环引用的问题,那么苹果为了避免这一套繁琐的开发任务,方便开发者去更好的进行开发任务,于是开发出了一套 ARC,这是我们今天重点学习的内容

在此之前,我们需要很好的了解什么引用计数:

一个对象被持有的数量,打个比方来说,有一根绳子,没有人握住的时候,引用计数是0,当1个人握住的时候 引用计数+1 ,往后每叠加一个人,引用计数变依次+1,当有一个人松手的时候引用计数-1,直到没有绳子没有人握住的时候,绳子掉下来 销毁了,这就是引用计数的概念.

所以引用计数的管理方法是

每个对象都有一个与之关联的整数,这个整数被称为引用计数,在Objective-C中,通过不同的方法可以对引用计数进行操作,具体的处理如下表:
| 对象操作 | Objective-C方法 | 对应的操作结果 |
| ------------- |:-------------|: -----|
| 生成并持有对象 | alloc, new, copy,mutableCopy等方法 | 生成对象并设置引用计数 =1 |
| 持有对象 | reatain方法 | 使引用计数 +1 |
| 释放对象 | release方法 | 使引用计数 -1 |
| 废弃对象 | dealloc方法---系统自动调用 | 引用计数 =0 时调用 |

来讲一下 alloc/reatain/release/dealloc方法的实现

1. alloc
   我们看一下 alloc 如何实现的

   +(id)alloc
   

{
return [self allocWithZone:NSDefaultMallocZone()];
}
+(instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
return NSAllocateObject(self, 0, zone);
}
```
通过allocWithZone类方法调用 NSAllocateObject方法来开辟了一块内存空间,我们来看一下NSAllocateObject方法是如何实现的

struct obj_layout{
    NSUInteger retained;
};

inline id
NSAllocateObject(Class  _Nonnull aClass, NSUInteger extraBytes, NSZone * _Nullable zone)
{
    int size = 计算容纳对象所需要的内存大小
    id new = NSZoneMalloc(zone, size);
    memset(new,0,size);
    new = (id)&((struct obj_layout *)new)[1];
    
}

NSAllocateObject通过调用NSZoneMalloc函数分配存放对象所需要的内存控件,之后将该内存空间置0,最后返回作为对象而使用的指针

我们可以执行一下如下代码

    id obj = [[NSObject alloc]init];
    NSLog(@"retainCount = %lu",(unsigned long)[obj retainCount]);

执行结果为:

2017-06-28 18:15:04.009 MRCTest[12244:1459486] retainCount = 1

reatian 和 release 的方法刚刚在 MRC已经看过 我们看一下 dealloc 方法

-(void)dealloc
{
    NSDeallocateObject(self);
}

inline void
NSDeallocateObject(id  _Nonnull object)
{
    struct obj_layout *o = ((struct obj_layout*) anObject)[-1];
    free(o);
}

每个对象都具备 dealloc 方法,当一个对象的引用计数为0的时候,也就意味着没有任何地方需要该对象,系统会自动回收对该对象所占用的内存,在系统销毁对象的时候,会自动调用该对象的 dealloc 方法来执行一些回收的操作,如果此时该对象还对其他对象有引用的话,那么就需要重写 dealloc 方法来释放该对象对其他对象的引用 以确保该对象能正常释放销毁

如何重写 dealloc 方法

 - (void)dealloc {

    // 处理该对象的其他引用(通过release方法)
    
    /** 回调父类的dealloc方法 */
    [super dealloc];
}

对于alloc/reatain/release/dealloc可以总结如下:

• 在 Objective-C的对象中存有引用计数这一整数值
• 调用 alloc或者是 retain 方法后,引用计数值加1
• 调用 release 后,引用计数值减1
• 引用计数为0时,调用 dealloc 方法销毁此对象

苹果对这四个方法的使用

• alloc

  +alloc
  +allocWithZone: 
  class_createInstance        //此方法可以通过objc4中的runtime/objc-runtime-new.mm确认
  calloc                      // 分配内存块
  

• retainCount

-retainCount 
__CFDoExternRefOperation    // 此函数根据retain,retainCount,release操作进行分发,调用__CFBasicHashXXX方法
CFBasicHashGetCountOfKey

• retain

-retain
__CFDoExternRefOperation 
CFBasicHashAddValue

• release

__CFDoExternRefOperation 
CFBasicHashRemoveValue      // 当此函数返回0时, -release调用dealloc方法

可以从__CFDoExternRefOperation函数以及由此函数调用的哥哥函数名来看,苹果的实现大概就是采用的引用计数表来管理引用计数的

如图

这里写图片描述

好了今天这几个方法就讲到这里,明天我们将来学习一下AutoreleasePool