Objectivc-C内存管理浅析

引用计数

将对象比作房间里的灯，将房间里的人比作指向对象的变量，房间里有多少个人，对灯的引用计数就是多少。当房间里的人为0时，就可以关灯了，此时引用计数为0。

MRC (Manual Reference Counting) 手动引用计数

谁申请，谁释放。
调用alloc或是retain方法后，引用计数加1。
调用release后，引用计数减1。
引用计数为0时，会调用dealloc方法废弃对象。

ARC (Automatic Reference Counting) 自动引用计数

只管使用，不必理会释放，由编译器进行内存管理。

copy 与 mutableCopy方法

深拷贝

拷贝内容至新的内存。原变量指向的地址引用计数不变，新变量引用计数为1。

浅拷贝

原变量的引用计数+1，新变量的引用计数与原变量的相同。

先上结论:

1. mutableCopy 方法

• 全部都是深拷贝。
• 对于具有mutable子类的类型(如NSString,NSArrray), 得到是可变对象；
• 对于不具有mutable子类的类型，如自定义类实现了NSMutableCopying协议的，返回的依然是不可变类型。

2. Copy方法

• 对于常量类型和不可变类型，都是浅拷贝。大部分都是引用计数+1（也许有的变量没有引用计数的概念，如NSTaggedPointerString类型，还有NSArray等有待考证）
• 对于可变类型和自定义的类，都是深拷贝。得到的变量都是不可变的。

验证结论（可忽略）

• mutableCopy 方法
  全部都是深拷贝 且具有可变子类的对象的值是可变的。看代码：(仅仅列出常量类型的深拷贝，对于不可变类型和可变类型就不列代码了)

NSString *name = @"Heelo2093320939329332323232332332323223";
NSDictionary *hot = @{@"key":@"ball"};
NSArray *friends = @[@"li",@"Wa"];

NSString *nameCopy = [name mutableCopy];
NSDictionary *hotCopy = [hot mutableCopy];
NSArray *friendsCopy = [friends mutableCopy];

Animal *ani = [Animal new];
Animal *cat = [ani mutableCopy];

NSLog(@"%d", name==nameCopy);
NSLog(@"%d", hot==hotCopy);
NSLog(@"%d", friends==friendsCopy);
NSLog(@"%d", ani==cat);

[((NSMutableString*)nameCopy) replaceCharactersInRange:NSMakeRange(0, 1) withString:@"2"];
((NSMutableDictionary*)hotCopy)[@"key"] = @"Ha";
((NSMutableArray*)friendsCopy)[0] = @"Swift";

NSLog(@"%@,%@,%@",nameCopy,hotCopy,friendsCopy);

结果：
0 0 0 0
1eelo2093320939329332323232332332323223
{Ha=ball}
(Swift, ball)

从结果看，copy后的变量地址变了，所以是深拷贝, 且有可变子类的对象修改值成功，说明是可变的。

为什么NS类的mutableCopy返回的对象都是可变的，因为调用mutableCopy方法，实际上是调用NSObject的NSMutableCopying协议方法，实现了该协议的类，返回的对象，若该类有可变类，则返回可变类对象。

• Copy方法
  对于NS开头的类，常量和不可变对象，浅拷贝。(暂不考证引用计数)，对于可变对象和自定义的类，深拷贝。结果均为不可变。

- 常量值的copy
NSString *name = @"Pao";
NSNumber *age = @3;
NSDictionary *hot = @{@"key":@"ball"};
NSArray *friends = @[@"Le",@"Bao"];

NSString *nameCopy = [name copy];
NSNumber *ageCopy = [age copy];
NSDictionary *hotCopy = [hot copy];
NSArray *friendsCopy = [friends copy];

NSLog(@"%d", name==nameCopy);
NSLog(@"%d", hot==hotCopy);
NSLog(@"%d", friends==friendsCopy);
NSLog(@"%d", age==ageCopy);
结果：1 1 1 1 
说明copy后的变量与原变量相同，所以为浅拷贝。

- 不可变非常量
NSMutableString *name = [[[NSMutableString alloc] initWithString:@"Heelo2093320939329332323232332332323223"] copy ] ;
NSDictionary *hot = [[[NSMutableDictionary alloc] initWithDictionary:@{@"key":@"ball"}] copy];
NSArray *friends = [[[NSMutableArray alloc] initWithArray:@[@"Le",@"Bao"]] copy];

NSString *nameCopy = [name copy];
NSDictionary *hotCopy = [hot copy];
NSArray *friendsCopy = [friends copy];

NSLog(@"%d", name==nameCopy);
NSLog(@"%d", hot==hotCopy);
NSLog(@"%d", friends==friendsCopy);
结果：1 1 1
说明copy后的变量与原变量相同，所以为浅拷贝。

//可变变量
NSMutableString *name = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"Heelo2093320939329332323232332332323223"];
NSDictionary *hot = [[NSMutableDictionary alloc] initWithDictionary:@{@"key":@"ball"}];
NSArray *friends = [[NSMutableArray alloc] initWithArray:@[@"Le",@"Bao"]];

NSString *nameCopy = [name copy];
NSDictionary *hotCopy = [hot copy];
NSArray *friendsCopy = [friends copy];

NSLog(@"%d", name==nameCopy);
NSLog(@"%d", hot==hotCopy);
NSLog(@"%d", friends==friendsCopy);
结果：0 0 0
说明copy后的变量与原变量不相同，所以为深拷贝，且变量的值不可修改，说明是不可变对象。

@property修饰符 strong、copy、weak

strong 引用计数+1。
copy 同copy方法的使用。

weak

• 不持有对象，不改变引用计数。
• 不生成getter和setter，不会生成ivar指针。
• 不会自动实现@synthesize绑定实例变量。

遇到的问题？

1. NSMutableString 对象copy后，得到的对象 调用isKindOfClass判断是否NSMutableString的实例，得到的结果是YES，理论上应该是NO，因为得到的对象确实是不可变的，我很疑惑。

2. CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(obj)) 使用该方法获得引用计数，会持有obj对象，即会导致引用计数+1 ,我想这应该是__bridge的问题，但不确定。最后使用kvc的方法得到引用计数d值valueForKey:@"retainCount"。

3. NSArray 与NSDictionary,和 NSTaggedPointerString (即用ascii码64位可以表示的字符串，如“abc”)对象，通过KVC，未取到其引用计数的值。

4. Runtime 到底是干了些什么事，在什么时候做的？

参考文档

苹果runtime开源网址
苹果runtime开源代码下载
深入理解Objective C的ARC机制
Copy与MutableCopy深入解析
iOS在ARC中引用计数的获取
NSString存储管理--NSTaggedPointerString
iOS开发之__bridge，__bridge_transfer和__bridge_retained
Objective-C浅拷贝和深拷贝
iOS中的runtime源码简要分析（一）
__weak修饰符的实现原理