Objective C手动内存管理

Objective C中没有像Java这样的运行时自动内存管理的技术。它采用"引用计数"(Reference Count)的方式进行内存管理。在iOS 5.0之前开发iOS应用需要对内存手动管理(Manual Retain-Release, 简称 MRR)。
从iOS 5.0开始，苹果将Mac上使用多时的自动内存管理技术Auto Reference Count(简称ARC)引入到iOS平台，包括最新的Swift语言也使用ARC的方式进行内存管理。

ARC是一种编译器期间生效的内存管理技术，即在编译器期间插入手动管理内存需要编写的代码关于流行的GC方式，请参看《代码未来》的内存管理章节。

ARC引入简化了大量内存管理操作，但是从理解ObjC内存管理方面讲，MRR更有助于理解内存管理。本文将探讨MRU的使用，以便更好的理解ObjC中的内存管理。

MRR原理

NSObject中与内存管理操作相关的方法:

生成持有对象： alloc/new/copy/mutableCopy等
持有对象: retain
记录引用计数: retainCount
释放对象: release方法
废弃对象: dealloc

如何进行内存管理:

在对象创建时，引用计数(retainCount)为1。
如果对象被其他对象持有(retain)，retainCount＋1。
在用完之后释放(release),retainCount-1。
当retainCount为0时，自动调用dealloc方法释放对象。

基本使用:

NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
//使用对象obj...
NSObject *ref = [obj retain];//引用计数+1
NSLog(@"retainCount: %d", [obj retainCount]); //=> retainCount: 2
//使用ref
[ref release];
NSLog(@"retainCount: %d", [obj retainCount]); //=> retainCount: 1
[obj release];//使用完释放

MRR原则

如果使用new, alloc, copy操作获取一个对象，需要手动释放(调用release/autorelease方法)
如果使用其他方法获取一个对象，假设其retainCount为1, 并且已经被标记为autorelease
谁持有，谁负责释放

获取对象

// new, alloc, copy操作获取一个对象，需要手动释放
NSString *manualReleaseString = [[NSString alloc] initWithFormat:@"manual release"];
// 使用...
[manualReleaseString release];

//使用其他方法获取一个对象, 不用手动释放
NSString *autoReleaseString = [NSString stringWithFormat:@"autorelease"];
// 使用，会自动释放

//使用alloc的等价方法
NSString *sameAutoReleaseString = [[[NSString alloc] initWithFormat:@"auto release string"] autorelease];
// 使用，会自动释放

创建对象

@interface MyObject : NSObject
- (instancetype)initWithOptions;

+ (instancetype)objectWithOptions;
@end

/*
    通过alloc构建对象
 */
@implementation MyObject
- (instancetype)initWithOptions {
    self = [super init];
    if (self) {

    }

    return self;
}

/*
不通过alloc/new/copy构造对象
 */
+ (instancetype) objectWithOptions {
    return [[[MyObject alloc] init] autorelease];
}

@end

使用:

MyObject *myObject = [[MyObject alloc] initWithOptions];
[myObject release];

MyObject *autoReleaseMyObject = [MyObject objectWithOptions];

谁持有，谁负责释放

@interface MyObject : NSObject {
    NSMutableArray *_datasource;
}
- (instancetype)initWithOptions;

+ (instancetype)objectWithOptions;
@end

/*
    通过alloc构建对象
 */
@implementation MyObject
- (instancetype)initWithOptions {
    self = [super init];
    if (self) {
        //持有NSMutable对象
        _datasource = [[NSMutableArray alloc] initWithCapacity:12];
    }

    return self;
}

- (void)dealloc {
    // 必须在dealloc方法中手动释放
    [_datasource release];
    _datasource = nil;

    [super dealloc];
}

NSArray/NSDictionary相关的操作

NSArray中添加，获取对象

NSString *string = [[NSString alloc] initWithFormat:@"manual release string"];
NSMutableArray *mutableArray = [[NSMutableArray alloc] initWithCapacity:12];
[mutableArray addObject:string];
NSLog(@"string retainCount: %d", [string retainCount]); //=> retainCount = 2
[string release];

NSString *fromArrayString = [mutableArray objectAtIndex:0];
NSLog(@"%@", fromArrayString);//=> manual release string
[mutableArray release];// 会释放容器内所有对象

//NSLog(@"%@", fromArrayString);  //访问已dealloc对象会crash

NSDictionary中添加，获取对象

NSString *allocString = [[NSString alloc] initWithFormat:@"manual release allocString"];
NSMutableDictionary *mutableDictionary = [[NSMutableDictionary alloc] initWithCapacity:12];
[mutableDictionary setObject:allocString forKey:@"text"];
NSLog(@"string retainCount: %d", [allocString retainCount]); // => 2
[allocString release];

NSString *stringFromDict = [mutableDictionary objectForKey:@"text"];
NSLog(@"%@", stringFromDict);

[mutableDictionary release];//释放容器内所有对象

//NSLog(@"%@", stringFromDict); // crash

AutoRelasePool自动回收对象

在内存管理时使用到autorelease方法，该方法标示当前对象会被自动回收。实质上这些对象都被放倒AutoReleasePool进行管理，当AutoReleasePool释放时，autorelease对象将被释放。

NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
NSString *string = [[NSString alloc] initWithFormat:@"automatic released"];
[string autorelease];
[pool release];

@property中的内存管理

@property中涉及内存管理的标示:

retain
assign, 用于标记int/float等C中原始的，非引用类型。
copy

    @interface ViewController : UIViewController
    @property (nonatomic, retain) UITextField *nameField;
    @property (nonatomic, assign) int pageNumber;
    @property (nonatomic, copy) NSString *inputName; //从UITextField中获取可变的text
    @end

关于，MRR中的retina,assign, ARC中的strong, weak。StackOverflow上有篇很好的解释:
http://stackoverflow.com/questions/8927727/objective-c-arc-strong-vs-retain-and-weak-vs-assign

如何发现内存问题

在XCode Navigators->Debug 中观察内存增长情况(ShortCut, Cmd + 6)
Cmd + i 开启instrument tools, 使用memory leaks工具查看内存情况。

资料

Objective C中常见内存问题
GC的三种方式，读RUBY之父写的《编程语言的过去、现在和未来》笔记