1.1 什么是引用计数
自动引用计数是指内存管理中对引用采取自动计数的技术，在新一代Apple LLVM编译器中设置ARC为有效状态，就无需再次键入retain或者release代码，降低程序崩溃，内存泄漏等等风险的同时，很大程度上减少了开发程序的工作量。编译器完全清楚目标对象，并且能立刻释放那些不再被使用的对象。应用程序将有可预测性，且能流畅运行，速度也将大幅提升。
1.2 内存管理的思考方式
1.自己生成的对象，自己持有
2.非自己生成的对象，自己也能持有
3.不再需要自己持有的对象时释放
4.非自己持有的对象无法释放
alloc/new/copy/mutableCopy，retain，release，dealloc有关内存管理的方法实际上不包括在OC语言中，而是包含在Cocoa框架中用于OS X，iOS应用的开发。Cocoa框架中的Foundation框架类库的NSObject担负内存管理的职责。
自己生成的对象，自己持有
alloc/new/copy/mutableCopy这些名称开头的方法意味自己生成的对象只有自己持有
/*
*自己生成并持有对象
*/
id obj = [[NSObject alloc] init];
/*
*自己持有对象
*/
使用NSObject类的alloc方法就能自己生成并持有对象。指向生成并持有对象的指针被赋值给变量obj，使用new类方法也可以生成并持有对象
/*
*自己生成并持有对象
*/
id obj = [NSObject new];
/*
*自己持有对象
*/
copy方法利用基于NSCopying方法约定，由各类实现的copyWithZone：方法生成并持有对象的副本，mutableCopy方法利用基于NSMutableCopying方法约定，由各类实现的mutableCopyWithZone：方法生成并持有对象的副本，copy生成不可变的对象，mutableCopy生成可变对象。这些方法生成的对象虽然是对象的副本，但依旧是“自己生成并持有”。
非自己生成的对象，自己也能持有
alloc/new/copy/mutableCopy以外取得的对象，非自己生成并持有，所以自己不是该对象的持有者。
/*
*取得非自己生成并持有的对象
*/
id obj = [NSMutableArray array];
/*
*取得对象的存在，但自己不持有
*/
使用retain 方法可以持有
/*
*取得非自己生成并持有的对象
*/
id obj = [NSMutableArray array];
/*
*取得对象的存在，但自己不持有
*/
[obj retain];
/*
*自己持有对象
*/
不再需要自己持有的对象时释放
自己持有的对象，一旦不再需要，持有者有义务释放该对象。使用release方法
/*
*自己生成并持有对象
*/
id obj = [NSObject new];
/*
*自己持有对象
*/
[obj release];
/*
*释放对象
*
*指向对象的指针仍然被保留在变量obj中，貌似能够访问
*但对象一经释放绝对不可访问
*/
用alloc，new方法生并持有的对象通过release释放，自己生成而非自己持有的对象若用retain持有，也可以通过release释放。
/*
*取得非自己生成并持有的对象
*/
id obj = [NSMutableArray array];
/*
*取得对象的存在，但自己不持有
*/
[obj retain];
/*
*自己持有对象
*/
[obj release];
/*
*释放对象，对象不可再访问
*/
自己持有的对象一旦不再需要，务必要用release方法释放。
无法释放非自己持有的对象
自己生成并持有的对象，或者使用retain方法持有的对象，不需要时需要释放，而由此以外所得到的对象绝不能释放，释放非自己持有的对象会造成程序崩溃。
1.3 alloc/new/copy/mutableCopy实现
GNUstep是Cocoa框架的互换框架，两者虽然不能说完全相同，但是从使用角度开看，两者的行为方式是一样的，接下来用GNUstep源码举例理解
id obj = [NSObject alloc];
//上述调用alloc类方法在NSObject.m源代码中实现如下。
+ (id)alloc{
return [self allocWithZone:(struct _NSZone *)NSDefaultMallocZone()];
}
+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone{
return NSAllocateObject(self,0,zone);
}
通过allocWithZone类方法调用NSAllocateObject函数分配了对象。下面我们来看看NSAllocateObject函数。
struct obj_layout{
NSUInteger retained;
};
inline id
NSAllocateObject(Class class, NSUInteger extraBytes, NSzone *zone){
int size = 计算容纳对象所需内存大小;
id new = NSZoneMalloc(zone, size);
memset(new, 0, size);
new = (id)&((struct obj_layout *)new)[1];
}
NSAllocateObject函数通过调用NSZoneMalloc函数来分配存放对象所需的内存空间，之后将该内存空间置0，最后返回作为对象而使用的指针。
NSZone又是什么呢，它是为了防止内存碎片化引入的结构，根据使用对象的目的，对象的大小分配的内存，从而提高了内存管理的效率，但是运行时系统中的内存管理本身已经极具效率，使用ZONE来进行内存管理反而会引起内存使用效率低下以及源代码复杂化，所以现在的运行时系统简单忽略了区域的概念。
以下是去掉NSZone后的简化代码
struct obj_layout{
NSUInteger retained;
};
+ (id)alloc{
int size = sizeof(struct obj_layout)+对象大小;
struct obj_layout *p = (struct obj_layout *)calloc(1, size);
return (id)(p+1);
}
alloc方法用struct obj_layout中的retained整数来保存引用计数，并将其写入对象内存头部，该对象内存块全部置0后返回。
对象的引用计数可以通过retainCount实例方法取得。
id obj = [[NSObject alloc] init];
NSLog(@"retainCount=%d",[obj retainCount]);
/*
*显示为1
*/
下面通过GNUstep的源码来确认。
- (NSUInteger)retainCount{
return NSExtraRefCount(self)+1;
}
inline NSUInteger
NSExtraRefCount(id anObject){
return ((struct obj_layout*) anObject)[-1].retained;
}
由对象寻址找到对象内存头部，从而访问其中的retained变量，因为分配时全部为0，所以retained为0，由NSExtraRefCount(self)+1得出，retainCount为1。可以推测出retain方法使retained变量+1，而release方法使retained-1。
retain方法会运行retained++代码，release方法会使retained变量大于0时减1，运行retained--方法，等于0时调用delloc方法废弃由alloc分配的内存块。
总结：
1.在OC的对象存有引用计数这一整数值。
2.alloc，retain，引用计数+1。
3.release，引用计数值-1。
4.引用计数值为0，调用delloc废弃对象。
1.4 苹果的实现
由于苹果的NSObject代码并为开源，利用Xcode的调试器lldb大概追溯其实现过程。
//alloc方法
+alloc
+allocWithZone:
class_createInstance
calloc //分配内存块
//retainCount
-retainCount
__CFDoExternRefOperation
CFBasicHashGetCountOfKey
//retain
__CFDoExternRefOperation
CFBasicHashAddValue
//release
__CFDoExternRefOperation
CFBasicHashRemoveValue
各个方法都通过一个__CFDoExternRefOperation函数，调用了一系列名称相似的函数，它们都包含于Core Foundation框架源代码中，__CFDoExternRefOperation函数按照retainCount/retain/release操作进行分发，从各个函数名称可以看出苹果的实现大概是采用散列表来管理引用计数。
GNUstep将引用计数保存在对象占用内存块头部变量中，而苹果的实现，则是保存在散列表的记录中。
保存在头部的好处：
少量代码即可完成
能够统一管理引用计数用内存块与对象用内存块
引用计数表好处：
对象用内存块的分配无需考虑内存块头部
计数表记录中存有内存块地址，可以从各个记录追溯到各个对象的内存块
第二条在调试时有着举足轻重的作用，即使出现故障导致对象占用的内存块损坏，但只要引用计数表没有被破坏就能确认各个内存块的位置。
另外，在利用工具检测内存泄漏时，引用计数表的各记录也有助于检测各个对象的持有者是否存在着。