iOS的内存管理

iOS OC对象的内存管理

在iOS中，使用引用计数来管理OC对象内存

一个新创建的OC对象引用计数默认是1，当引用计数减为0，OC对象就会销毁，释放其占用的内存空间
调用retain会让OC对象的引用计数+1，调用release会让OC对象的引用计数-1

内存管理的经验总结

当调用alloc、new、copy、mutableCopy方法返回了一个对象，在不需要这个对象时，要调用release或者autorelease来释放它
想拥有某个对象，就让它的引用计数+1；不想再拥有某个对象，就让它的引用计数-1

可以通过以下私有函数来查看自动释放池的情况

extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);

@synthesize

自动生成成员变量和属性的setter、getter实现

//@synthesize age = _age; 属性名在左边，成员变量名在右边

随着编译器的发展@synthesize也不用写了只要我们用@property修饰就会自动生成setter getter方法的声明，并且是_（下划线）开头的成员变量，并且sette方法 getter方法都帮你生成好了，而且一旦你传进去的修饰值是@property (nonatomic, assign) assign也就意味着是直接赋值，那么既然是直接赋值，到时候你的setter方法就是直接赋值，没有其他内存管理的操作

如果对象类型还是用assign修饰，那么生成setter方法也是直接赋值，那么就会产生问题，一旦外界，一旦外界的

- (void)setDog:(MJDog *)dog
{
   _dog = dog;
}
一旦外界的dog释放 里面的 dog就不能用了 ，如果要保证里面的dog可以使用，所以就需要写（MRC实现思路）
- (void)setDog:(MJDog *)dog
{
    if (_dog != dog) {
        [_dog release];
        _dog = [dog retain];
    }
}
这时候用的关键字就是@property (nonatomic, retain) MJDog *dog; 这时候代码就是上面的形式。帮你生成内存管理的代码

使用autorelease注意

self.data = [NSMutableArray array];
这种方法内部调用了autorelease 所以不需要我们release操作
如果是alloc 、new 可以直接调用self.data = [[[NSMutableArray alloc] init] autorelease];
然后在
- (void)dealloc {
//要在super 之前调用释放
    self.data = nil;
 
    
    [super dealloc];
}

+ (instancetype)person

{

return [[self alloc] init] ;

}

这种类方法相当于工厂方案，相当于工厂一样，调用一下这个工厂方法就生产一个person

Copy

拷贝的目的产生一个副本（副本的特点就是改变一个文件他不会影响另一个文件）跟源对象是互不影响，修改了副本对象不会影响源对象，修改了源对象不会影响副本对象

需求：有一个对象A里面有很多属性，这个时候你可能需要另一个对象B里面也有这么多属性这个时候可以拷贝A，这样就不用一个个重新设置了，有点类似于克隆技术

iOS中提供了两个拷贝方法

copy 不可变拷贝,产生不可变副本
mutableCopy 可变拷贝,产生可变副本

NSString *str1 = [[NSString alloc] initWithFormat:@"test"];

NSString *str2 = [str1 copy]; // 浅拷贝，指针拷贝，没有产生新对象

 NSMutableString *str3 = [str1 mutableCopy]; // 深拷贝，内容拷贝，有产生新对象

 NSLog(@"%@ %@ %@", str1, str2, str3);

 NSLog(@"%p %p %p", str1, str2, str3);

分析：首先str1和str2指针指向同一个对象原因是str2 copy操作拷贝的后得到是一个不可变对象，原对象str1也是一个不可变对象，他们指向的对象都是不可变的不能更改的字符串，所以为了避免资源浪费他俩指向的都是同一个对象，因为指向的对象不可更改，不存在更改对象的值操作；

为什么str3 mutableCopy会产生新的对象呢？因为str3 返回的是一个可变字符串，原来的不可变字符串属性都改变了所以是一个新的对象，修改了对象的值并不会影响原来的值，因为副本的本质是需要克隆一个对象但是mutableCopy会产生一个可变对象，也就是可变字符串，所以以后需要有修改操作。所以为了不影响原值会产生新的对象。

深拷贝和浅拷贝的区别？

1、深拷贝、内容拷贝、产生新的对象。

2、浅拷贝，指针拷贝、没有产生新的对象。

如果原对象是是可变对象，不管是copy或者是mutableCopy都是深拷贝，因为copy的话产生的是一个不可变对象，拷贝的意义是要产生副本，因为原对象是一个

下面的代码会出什么问题？

@interface MJPerson : NSObject
@property (copy, nonatomic) NSMutableArray *data;

@end

  MJPerson *p = [[MJPerson alloc] init];

  p.data = [NSMutableArray array];
  [p.data addObject:@"jack"];
  [p.data addObject:@"rose"];

回答：会崩溃，因为data是copy修饰，用copy修饰就会set方法的时候就会调用copy操作，生成一个不可变对象，既然是生成不可变对象，就不会存在addObject:方法，所以在使用NSMutableArray不要用copy修饰，NSArray才可以

NSString底层用的都是copy修饰符，用copy修饰能保证不管外面传进来的是可变或者不可变，这个NSString是不可变的，要想改字符串，需要对整一个属性进行新的赋值，直接修改值，这样即使是外面那一个不可变字符串接受，我用copy修饰 NSSMutableString 用copy也会进行深拷贝，拷贝一个新的副本，这样修改NSSMutableString就不会影响原来的NSString

自定义copy

有这样一个场景创建一个Person对象，Person对象中有一大堆属性，这个时候想拷贝一个Person对象的副本，进行拷贝他的属性，这时候就可以自定义copy操作，既然Person属性可以调用copy那么可以对一个类的属性进行mutableCopy操作吗？答案是不行的，mutableCopy是指给Fundition框架自带的一些类进行操作的,比如

NSString,NSMutableString

NSArray,NSMutableArray

NSData,NSMutableData

NSSet,NSMutableSet

NSDictionary,NSMutableDictionary

那么属性为什么没有mutableCopy呢？因为属性是通用的，可以定义很多不同的属性和自定义属性（比如如一个person，里面有个属性是cat，dog），既然是通用的只能用copy，因为mutableCopy是对某些特定的类操作的。

自定义copy 要想实现copy需要如下几个步骤，如果不这么做就会报方法找不到

首先类要遵守协议

实现- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone方法

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
    MJPerson *person = [[MJPerson allocWithZone:zone] init];
    person.age = self.age;
//    person.weight = self.weight;
    return person;
}

当p1调用copy方法实际上相当于调用copyWithZone:(NSZone *)zone

 MJPerson *p1 = [[MJPerson alloc] init];
        p1.age = 20;
        p1.weight = 50;

        MJPerson *p2 = [p1 copy];

这时候我把p1所有的属性否赋值给了这个全新的对象，所以这个全新的对象里面就有p1里面所有的属性，这两个对象是全新的对象，互不影响，哪些属性想copy是可以自己控制的上述代码里age进行了copy而 weight并没有

引用计数值的存储？

可以存储在isa指针里面如果不够存储就存储在SideTable的散列表中

从64bit开始，引用计数可以直接存储在优化过的isa指针中，也可能存储在SideTable类中

从arm64架构开始，对isa进行了优化，变成了一个公用体（union）结构，还使用位域来存储更多信息
isa位域里的19位extra_rc里面存储的值是引用计数减1，还有一个就是has_sidetable_rc，如果这19位不够存储我们的引用计数的话，到时候has_sidetable_rc就会为1，一旦变成1，引用计数就会存储在SideTable的类里面
has_sidetable_rc
- 引用计数器是否过大无法存储在isa中
- 如果为1，那么引用计数会存储在一个叫SideTable的类属性中

weak指针的实现原理？

将弱引用存到一个hash表里面，到时候这个对象要销毁，他就会取出当前对象对应的那个弱引用表，把弱引用表存储的那些弱引用都清除掉

ARC都帮我们做了什么？

LLVM+Runtime结合协调帮我们达到ARC的效果

首先ARC利用LLVM的编译器自动帮我们生成release、retain、autorealse代码，说明我们开启了ARC以后，自动根据根据函数结束自动补上release代码
像弱引用这样的存在，是需要运行时runtime来支持的，他是在程序运行的过程中，监听到对象销毁的过程中，就会把这个对象对应的弱引用都清除掉，需要在程序运行中还要操作这个弱指针

autoreleasePool原理

 atautoreleasepoolobj = objc_autoreleasePoolPush();
 
 MJPerson *person = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
 
 objc_autoreleasePoolPop(atautoreleasepoolobj);

自动释放池的主要底层数据结构是：__AtAutoreleasePool、AutoreleasePoolPage

调用了autorelease的对象最终都是通过AutoreleasePoolPage对象来管理的

autoreleasePool 内部包含一个pthread_t thread是有专属于某一个线程的，他不能同时用于两个线程里面

AutoreleasePoolPage

每个AutoreleasePoolPage对象占用4096字节内存，除了用来存放它内部的成员变量，剩下的空间用来存放autorelease对象的地址
所有的AutoreleasePoolPage对象通过双向链表的形式连接在一起

每一个AutoreleasePoolPage对象都有一个AutoreleasePoolPage* parent和AutoreleasePoolPage* child ，不同的AutoreleasePoolPage之间通信是通过child指向下一个AutoreleasePoolPage的child，AutoreleasePoolPage之间通信是通过parent指向上一个AutoreleasePoolPage的parent。最后一个child的下一个指向nil，第一个parent的上一个也指向nil

其实是在堆区

objc_autoreleasePoolPush()

首先他会把调用了autorelease方法的这个对象的内存地址，会存放到AutoreleasePoolPage的内存里面去，因为AutoreleasePoolPage有4096个字节，它本身里面有七个成员，每个占8个字节就还剩4040个字节这里面开始的地址叫begin 结束的叫end，如果使用autorelease方法的对象过多，地址不够用他就会创建一个新的AutoreleasePoolPage，这些字节就是用来存储就会存储调用了autorelease的这些对象的地址，调用objc_autoreleasePoolPush()方法的时候会将一个POOL_BOUNDARY（这个值就是个nil 相当于0）也就是相当于将0入栈，并且返回其存放的内存地址，

objc_autoreleasePoolPop()

pop传进去的是当初你所压进去的POOL_BOUNDARY的内存地址，我告诉objc_autoreleasePoolPop()这个函数当初我POOL_BOUNDARY在哪里，objc_autoreleasePoolPop()拿到POOL_BOUNDARY这个边界地址，他会从最后压倒AutoreleasePoolPage进去的内存地址开始调用他们的release方法，直到遇到刚才传进来的POOL_BOUNDARY为止，也就是说他会从最后一个对象开始（从栈顶开始），一直调用到POOL_BOUNDARY，调用到你刚才传进来这个POOL_BOUNDARY，只要调用push 他就会按照顺序添加一个POOL_BOUNDARY，到时候pop的时候传进来是哪个对象就会给pop传进来哪个POOL_BOUNDARY，这样就会返回到哪个POOL_BOUNDARY为止

next指针，哨兵对象

永远都执行下一个能够存储AutoreleasePoolPage对象内存的地方

autorelease对象会在什么时机被调用release？

如果是直接被AutoreleasePool包住的话，他的release时机就是括号结束,也就是下面代码1的位置

 @autoreleasepool {//0
        MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init];
    }//1

Runloop和Autorelease

iOS在主线程的Runloop中注册了2个Observer，obsever就是用来监听runloop的状态的

第1个Observer监听了kCFRunLoopEntry事件，会调用objc_autoreleasePoolPush()
第2个Observer
监听了kCFRunLoopBeforeWaiting事件，会调用objc_autoreleasePoolPop()、objc_autoreleasePoolPush()
监听了kCFRunLoopBeforeExit事件，会调用objc_autoreleasePoolPop()

//这个Person什么时候调用release，是由RunLoop来控制的
    // 它可能是在某次RunLoop循环中，RunLoop休眠之前调用了release
    MJPerson *person = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];

方法里面有局部对象，是不是方法结束他就立即释放

如果ARC是下面这样是立即释放

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
     MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init];
    [person release];
    NSLog(@"%s", __func__);
}

如果是下面这养是在下一次runloop休眠之前释放

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    MJPerson *person = [[[MJPerson alloc] init] autorelease];
}