ios内存管理(二):对象的释放与循环引用

  上一篇梳理了对象的生成过程,这篇介绍对象的释放以及在此期间会产生的问题。

  仍然以上一节的代码为例来说明。暂时先不考虑Autorelease Pool技术,这一技术对于对象释放的基本逻辑并无影响,在后续的章节将会详细梳理这一机制的原理。

// 先定义两个类
@interface ObjectA : NSObject 
@property (strong, nonatomic) NSString *helloA;
@end
// 内存使用示例代码
- (void)memoryTest {
    ObjectA *a = [[ObjectA alloc] init];
}

  上一节已知道,memoryTest函数中的代码执行完毕后,在堆区开辟了一块内存区域,该区域的格式由ObjectA的类型声明和其父类的类型声明决定;同时在栈上压入一个局部变量指针,指向这块堆内存。

  memoryTest函数执行完后,局部变量a由于超出作用域,会被自动释放。所谓自动释放的过程其实就是对堆上的对象进行release操作,然后栈上进行pop操作,栈顶指针回到该函数的callee处。release函数先将处理对象的引用计数减1,若该对象的引用计数不为0,则退出;若为0,则调用dealloc方法,回收该对象的内存。

  几个问题:对象在内存中的布局,涉及到自己的成员值变量、成员指针变量,父类的成员值变量,成员指针变量,这些变量的释放顺序是怎么样的?(详情请看下一章)

  对象释放过程会伴随两类问题:一类是释放早了,导致野指针的问题,比如某个指针指向的内存区域被提前释放,在使用时可能已经填充了别的数据;一类是无法释放,造成内存泄露,最坏情况下会导致进程被操作系统杀掉。

  以上一节的代码为例,在memoryTest执行完毕后,先释放局部变量a,堆上的A实例引用计数减1,变为1,不触发dealloc;然后释放局部变量b,同理堆上的B实例引用计数变为1,也不会触发dealloc。此时,这两块内存区域就变成了“孤岛”,不再有外部的指针指向它们,再此后的程序运行中,这两块内存将不会被释放,既造成了内存泄露。

  Objective-C在ARC之后引入了strong和weak两个指针属性来解决这两个问题。简单来讲,strong修饰符会使指针变量指向的实例引用计数加1,weak修饰符不会。weak修饰符在对象被释放后,会将指针值置为nil,从而避免野指针问题。(怎么知道对象被释放了?下一节将会介绍)而通过合理的设置指针的属性,可以解决循环引用的问题,请看下面的代码:

// 先定义两个类
@class ObjectB;
@interface ObjectA : NSObject 
@property (strong, nonatomic, readwrite) ObjectB *b;
@end 

@interface ObjectB : NSObject 
@property (weak, nonatomic, readwrite) ObjectA *a; // 将该成员变量的属性设置为weak
@end
// 内存使用示例代码
- (void)memoryTest {
    ObjectA *a = [[ObjectA alloc] init]; // 堆上生成ObjectA实例,引用计数1,局部变量a指向这块内存,a在栈上
    ObjectB *b = [[ObjectB alloc] init]; // 堆上生成ObjectB实例,引用计数1,局部变量b指向这块内存,b在栈上
    a.b = b; // ObjectB的实例引用计数加1,变为2
    b.a = a; // ObjectA的实例引用计数不加1,仍然为1
}

  如上,当memoryTest执行完后,先释放局部变量a,因为ObjectA的实例引用计数为1,release后变为0,触发dealloc函数,释放ObjectA实例的成员变量b时,会对ObjectB的实例进行一次release操作,ObjectB的引用计数变为1。之后释放局部变量b,再次对ObjectB进行release,从而正确的回收两块内存区域。同理,若仅将ObjectA的b成员改成weak类型,也可以正确回收内存,您可以自行梳理该过程。

  总之,只要正确的设置了strong和weak属性,就可以避免循环引用的问题。最简单的一条法则是:谁生成,谁持有。既负责生成该对象的角色用strong类型修饰持有之,否则用weak。

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