浅谈iOS内存管理

作为一个iOS开发者，了解iOS的内存管理是必不可少的。

iOS采取的内存管理策略

iOS没有垃圾回收机制，采用了RC（Reference Counting）引用计数的方式来管理对象的生命周期。如下图（出处苹果官方文档）：

ARC.png

在iOS系统里面，每个对象都有着一个与之关联的计数。当使用alloc,new方法或者通过copy消息创建对象的时候，对象计数器的值设置为1。当对象调用retain方法，该对象的保留计数增加1，反之，如果对象调用release方法，该对象的保留计数减少1（注意：如果对象本身的保留计数为0，再调用或者说发送release消息就会造成crash）。当一个对象的计数为0时，系统会自动向对象发送dealloc消息，销毁对象，释放内存。

对象操作	Objective-C方法
生成并持有对象	alloc/new/copy/mutableCopy等
持有对象	retain
释放对象	release
废弃对象	dealloc

自己生成的对象，自己持有

id object1 = [[NSObject alloc] init];    //生成并持有对象，retainCount = 1
id object2 = [NSObject new];    //生成并持有对象，retainCount = 1

非自己生成的对象，自己也能持有

id object = [[NSMutableArray array] autorelease];      //取得非自己生成的对象，但是不持有
[object retain];    //持有该对象
非自己生成的对象，自己也能持有是通过autorelease来实现的，即：
+ (id)array {
    id object = [[NSArray alloc] init];
    [object autorelease];
    return object;
}
调用alloc方法生成对象后，retainCount = 1，然后将object加入autoreleasepool，延时释放，再返回object。
object调用autorelease方法，等同于release方法，只不过不是立马调用，而是等到autoreleasepool被释放的时候，再调用release方法。

不需要自己持有对象时释放

id object = [[NSObject alloc] init];    //生成并持有对象，retainCount = 1
[object release];

释放非自己持有的对象

释放非自己持有的对象，会导致对象调用retain和release方法的次数不对等，也就是release会比retain多一次，再次释放已经释放掉的对象导致程序崩溃。

为什么iOS使用引用计数来管理内存？

简单来说，方便管理对象的引用，可以解决对象A从一个对象传到另一个对象的内存管理问题。具体可以看一下唐巧的《理解 iOS 的内存管理》，里面会有详细的说明。

MRC和ARC

现在，直到iOS内存管理是采用引用计数，那么？在ARC(Auto reference counting)出现之前，需要使用者手动管理对象的生命周期，即在适当的位置调用retain，release和autorelease。ARC的出现，大大提高了开发者的开发效率以及调高了程序运行的效率，ARC会在某些地方优化引用计数，比如说一个局部返回对象如果马上赋值给一个强引用的对象，则局部对象不会被加进autoreleasepool里面，提高效率等等。

查看对象的引用计数？

现在XCode都默认开启ARC，如果需要查看对像的引用计数，需要设置ARC无效，如下：

MRC.png

id object = [[NSArray alloc] init];
//ARC无效
NSLog(@"retainCount: %ld", [object retainCount]);
//ARC有效
NSLog(@"retainCount: %ld", CFGetRetainCount((CFTypeRef)object));

MRC需要注意下面几点：

（1）使用alloc,new或copy方法创建对象时，该对象的保留计数为1。当不再使用该对象时，向该对象发送一条release或者autorelease消息。
（2）如果你通过其他方法获得一个对象，则不需要你来管理该对象的生命周期，除非你想在一段时间内拥有改对象，则需要在使用前retain，使用完成后release。
（3）必须保证retain和release成对出现。
（4）release操作只是使当前对象的保留计数减1，并不是销毁该对象。当该对象的保留计数为0时，才会发送dealloc消息，销毁对象。
（5）把对象加入autoreleasepool也不是立马使对象的保留计数减1，而是autoreleasepool销毁时同时把autoreleasepool里的所有对象都调用release方法。

ARC自动引用计数

不得不说，苹果引入ARC是一个英明的决定，从此，苹果开发者告别手动管理内存的艰难时期，是广大开发者的福音。为什么ARC那么强大呢？其实ARC只是做了一件事，就是在编译时自动帮你的代码插入retain和release。恰恰，它强大之处就在于这里，避免开发者忘记添加retian和release，一两个对象不觉得的，如果对象很多的话，就很容易忘记，所以说，ARC帮我们解决了手动管理对象生命周期的痛苦，让我们更专注于代码的逻辑实现。
虽然ARC很强大，但是并不是所有的对象都能用ARC,一些不能使用ARC的对象，还是得手动管理内存。

可以使用ARC的对象：

（1）block
（2）Objective-C对象
（3）__attribute_((NSObject))修饰的对象

不可以使用ARC的对象

Core Function对象

ARC与autoreleasepool

ARC的作用就是在编译时期帮代码自动插入retain和release，而autorelease就是将需要释放的对象加入到一个stack里面，并不会立刻释放，而是在autorelease pool销毁时，一齐释放栈里面的对象。其实就是相当于release的作用。当时，不明白，既然有了ARC为什么还需要autoreleasepool？其实关键之处在于作用域，如果的创建与释放隔的很近，ARC在编译时就很容易判断在哪个位置插入retain和release，但是如果横跨几个文件或者说不知道什么时候释放该对象，这时候autorelease就很有用了，每个线程的RunLoop都有自己的autoreleasepool，当该RunLoop结束时，autoreleasepool就会被销毁，里面所有的对象也会一一销毁。

参考：
Advanced Memory Management Programming Guide
Objective-C 中的内存分配
理解 iOS 的内存管理
《Objective-C高级编程 iOS与OSX 多线程和内存管理》