ios开发基础学习笔记（八）--MRC的引用计数

前言

大家好，我是milo。iOS5.0开始，Apple有了ARC（Auto Reference Counting），ARC不同于MRC（Manual Reference Counting），它使得大部分类和自定义类不需要手动进行内存管理，它会在适当的时候回收内存，就像栈内存一样。但是作为一个ios开发者，我们需要通过MRC下的内存管理学习，加强对底层的理解。今天这篇文章讲的是ios内存管理的知识--引用计数。

堆和栈

我们知道内存是有堆和栈的，但是它们负责存储的东西不同。

栈负责存储非oc对象，也就是不继承NSOject的那些对象，和非对象类型如(int、char、float、double、struct、enum）等 ；

堆负责存储oc对象，也就是继承自NSObject的对象，包括其自带的许多类和包（UIKit等），以及自定义的类等等。

需要注意的是：栈内存是系统自动回收的，不需要程序员去管理，不存在内存泄漏的问题；堆内存是需要程序员区管理的，存在内存泄漏的问题，所以本篇文章“引用计数”是围着堆内存（前提是MRC）管理展开的。

对象的本质

在介绍下面的引用计数前，我们还需要了解对象的本质。

举个小小的例子说明：

 JJPerson *person = [[JJPerson alloc] init];//  创建一个对象

上面这段代码是最常用的创建对象的方式，通过 [[JJPerson alloc] init] 创建出一个person对象。

但实际上，person这个东西，不是对象，它只是一个指向堆内存的指针。我们见下图：

真实情况.png

等式的右边：JJPerson是一个继承NSObject的类，当它通过 [[JJPerson alloc] init] 创建一个对象的时候，就会在堆中开辟一段内存存储创建出来的JJPerson对象。（注：我在图中标注的地址是随意写的）

等式的左边： JJPerson *person 创建一个指针指向等式右边的内存。而在这以后就可以通过 person 这个指针自由的修改对象了。

引用计数

一、[xx retain] 和 [xx release]

每个OC对象都有自己的引用计数器，它是一个整数，从字面上, 可以理解为”对象被引用的次数”，也可以理解为: 它表示有多少人正在用这个对象。

那么上面的真实情况.png就变成了下面这样：

真・真实情况.png

oc对象被创建出来的时候，他的引用计数为1，所以图中JJPerson对象的retainCount = 1。需要注意的是，当引用计数为0 时，当前的对象的堆内存就会被系统回收。

下面我们通过一些代码和代码的解释，来更加深入地理解引用计数。

#import 
#import "JJPerson.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
   
//    创建一个对象，则对象的引用计数为1
    JJPerson *person = [[JJPerson alloc] init];
    NSLog(@"%zd",[person retainCount]);
    
    return 0;
}

[person retainCount] 方法的作用是获取对象的引用次数，但是你会发现，编译器并没有提示你这个方法，而且会报错。这是因为iOS5.0以后默认都是开启ARC的，所以我们要做的是关闭ARC。

关闭ARC.png

关闭以后我们的程序就可以正常编译通过了，打印如下：
2018-05-24 15:57:03.812508+0800 引用计数[963:61201] 1
刚好印证了刚才的“oc对象被创建出来的时候，他的引用计数为1”这句话。

接下来我们将调用 [person retain] 和 [person release] 两种方法，前一个方法的作用是让对象的引用计数+1，后一个方法的作用是让对象的引用计数-1。见如下代码：

（打印结果我就直接在 NSLog 后面以注释的形式给出）

#import 
#import "JJPerson.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
   
//    创建一个对象，则对象的引用计数为1
    JJPerson *person = [[JJPerson alloc] init];
    NSLog(@"%zd",[person retainCount]);//    打印“1”

    
//    一次retain操作，引用计数+1
    [person retain];
    NSLog(@"%zd",[person retainCount]); //    打印“2”

//    一次release操作，引用计数-1
    [person release];
    NSLog(@"%zd",[person retainCount]);//    打印“1”

    return 0;
}

小结：
1、创建一个对象，则对象的引用计数为1
2、一次retain操作，引用计数+1
3、一次release操作，引用计数-1

二、野指针 和 空指针

当我们将引用次数为1的对象再做一次release操作，再打印，会怎么样？
答：person指针所指的对象，也就是堆内存上的对象会被回收，此时的person称为野指针，调用任何方法会使程序崩溃。

我们接下去看代码：

#import 
#import "JJPerson.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
   
//    创建一个对象，则对象的引用计数为1
    JJPerson *person = [[JJPerson alloc] init];
    NSLog(@"%zd",[person retainCount]);//    打印“1”

//    一次retain操作，引用计数+1
    [person retain];
    NSLog(@"%zd",[person retainCount]); //    打印“2”

//    一次release操作，引用计数-1
    [person release];
    NSLog(@"%zd",[person retainCount]);//    打印“1”

//    一次release操作，引用计数-1
    [person release];
    NSLog(@"%zd",[person retainCount]);//   打印“1”，为什么？

    return 0;
}

为什么和我刚刚说的不一样？不仅没报错而且还打印“1”？
答： 默认情况下，Xcode是不会管僵尸对象（已经被销毁的对象）的，使用一块被释放的内存也不会报错。为了方便调试，应该开启僵尸对象监控。

第一步.png

第二步.png

然后程序就“正常的”如我们所料的报错了。
2018-05-24 16:09:28.674424+0800 引用计数[1100:75090] *** -[JJPerson test]: message sent to deallocated instance 0x1004128a0
编译器说不允许发送消息给已经释放的对象，所以说当野指针 person 还想使用[person retainCount] 这个方法的时候，程序就崩溃了。

既然野指针不行，那我们让 person = nil ， 再调用方法，会不会崩溃？
答：不会。person = nil，那么person指针就称为空指针，空指针可以调用对象方法，但空指针调用方法时什么都不做，毕竟原来指向的那个对象完了当然就没办法干活了，而且也不会报错。（我们可以自己在 JJPerson 类里写一个测试方法，然后在main.m 上调用一下，结果就是前面我说的”什么都没发生“，在这里就不上代码了）

小结：
内存管理不当：
1、不再使用的对象未被回收，就会造成内存泄漏，程序会闪退
2、正在使用的对象被回收，会造成野指针，访问野指针会造成程序崩溃
3、空指针可以调用对象方法，但空指针调用方法时什么都不做，而且也不会报错

三、dealloc

当对象的 retainCount = 0 时，便会自动调用NSObject的方法 dealloc 回收堆内存，我们可以在 JJPerson类中重写这个方法，见如下代码：

#import "JJPerson.h"
@implementation JJPerson

-(void)dealloc {
    
    NSLog(@"对象被释放了");
  
    [super dealloc];
}
@end

是不是很奇怪 [super dealloc] 要放在最后，这是因为NSObject 的 dealloc 才是真正进行内存回收的代码，如果你一开始就调用了 [super dealloc] ，那就没有后面的什么事了，方法肯定不会往下走， NSLog(@"对象被释放了")就别想打印出来了。
相似的道理，dealloc 这个方法应该避免主动调用，它是个回收对象的方法，你想想你一个对象调用它，是不是很矛盾，这样做也是防止带来许多的问题。

那么当我在 person 的 retainCount = 1 的时候，再次调用 [person release] ,出来的结果是：
2018-05-24 17:36:01.154622+0800 引用计数[1844:181200] 对象被释放了
说明系统已经自动调用了dealloc 方法回收内存了。

小结：
1、对象的引用计数为0 ，自动通过 dealloc 方法回收内存
2、[super dealloc] 才是真正回收内存的方法，必须在dealloc 方法的最后调用