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:

1. 在对象创建时，引用计数(retainCount)为1。
2. 如果对象被其他对象持有(retain)，retainCount＋1。
3. 在用完之后释放(release),retainCount-1。
4. 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

1.  在XCode Navigators->Debug 中观察内存增长情况(ShortCut, Cmd + 6)
2. 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