【Objective-C】14-内存管理

一、内存管理的意义

移动设备的内存比较有限，每个app所能占用的内存也是有限制的，超出限制范围可能导致程序崩溃，需要合理分配内存。内存管理的对象是任何继承了NSObject的对象，对其他基本数据类型（int、double、float、char、struct、enum等）无效。这是由于对象存储在堆空间，基本数据类型存储在栈空间，栈空间中的变量系统会自动回收，不需要进行内存管理。

二、引用计数器

2.1 每个OC对象都有自己的引用计数器，它是一个整数变量，占4个字节的存储空间，表示“对象被引用的次数”。

2.2 当使用alloc、new或者copy创建一个新对象时，新对象的引用计数器默认就是1。

2.3 当一个对象的引用计数器值为0时，对象占用的内存就会被系统回收。反之，如果不为0，则它占用的内存就不可能被回收，除非整个程序退出。

2.4 引用计数器的操作

    1> 给对象发送一条retain消息，可以使引用计数器+1（retain方法返回对象本身）

    2> 给对象发送一条release消息，可以使引用计数器-1。（没有返回值）

    3> 给对象发送一条retainCount消息，可以获得当前的引用计数器值

三、对象的销毁—— - dealloc

3.1  当对象的引用计数器值为0时，对象将被销毁，其所占用的内存被系统回收，同时，系统会自动向对象发送一条dealloc消息。

3.2 当需要释放引用的相关资源时，一般会重写dealloc方法，在里面进行操作，dealloc就像对象的遗言。一旦重写了dealloc方法，就必须在方法最后面调用[super dealloc]。

3.3 一旦对象被回收了，它占用的内存就不可再用，坚持使用会导致程序崩溃（野指针错误）。

3.4  重写-dealloc可以做为判断对象是否存在的依据，当对象销毁时，会调用-dealloc。如果调用到的话，则对象将被销毁。

四、取消ARC的三种方式

4.1 要想手动调用retain、release等方法，在创建项目的时候不要勾选ARC。在6.1以下（不包括6.1）的版本中，新建项目选项那里不要勾选Use Automatic Reference Counting的复选框。

4.2 对整个项目关闭ARC

project -> Build settings -> Apple LLVM complier 3.0 - Language -> objective-C Automatic Reference Counting设置为NO

4.3 对某个文件单独设置

当有的时候某些文件还是会报release之类的错，这时需要对某个文件单独设置。

    1> project-Build Phases-Compile Sources 

    2> 找到需要设置的mm文件，在右边Compiler Flag里把-fobjc-arc改成 -fno-objc-arc

    3> Clean－Build。一切OK！

五、僵尸对象：所占用内存已经被回收的对象

5.1 当对象销毁后，原先占用的内存不可用，即变成僵尸对象。

5.2 僵尸对象不能再使用，无法对一个僵尸对象发送retain消息。

5.3 开启僵尸对象的检测：

六、野指针

6.1 指向僵尸对象（不可用内存）的指针就是野指针。

6.2 为了避免野指针的存在，可以在释放对象后将指针设置成空指针（p = nil）。OC中不存在空指针错误，给空指针发送消息，不报错。

6.3 给野指针发送消息会报错（EXC_BAD_ACCESS）

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Person : NSObject
@property int age;
@end

@implementation Person

// 当一个Person对象被回收的时候，就会自动调用dealloc方法
- (void)dealloc
{
	NSLog(@"Person对象被回收");
	// super的dealloc一定要调用，而且放在最后面
	[super dealloc];
}
@end

int main() {
	Person *p = [[Person alloc] init]; //调用alloc方法，计数器值＋1。计数器值：1
	NSUInteger count = [p retainCount];//返回1
	NSLog(@"计数器：%ld", count);
	[p retain]; // 调用retain方法，计数器值+1，并返回对象本身。计数器值:2
	[p release]; // 调用release方法，计数器值-1。计数器值:1
	[p release]; // 计数器值:0.销毁对象

	//调用p.age=10:message sent to deallocated instance 0x100100340
	//给已经释放的对象发送一条-setAge:消息
	//p.age=10;

	//[p retain]; // 无法对一个已经销毁的对象调用retain方法

	p = nil; // 将指针变成空指针

	// EXC_BAD_ACCESS:访问了一块坏的内存（已经被回收，已经不可用的内存）
	// 野指针错误
	// OC不存在空指针，给空指针发送消息，不报错。
	//[p release];
	return 0;
}

七、多对象间的内存管理原则

7.1 原则分析

     1>只要还有人在用某个对象，那么这个对象就不会被回收

     2> 只要你想用这个对象，就让对象的计数器+1

     3> 当你不再使用这个对象时，就让对象的计数器-1
7.2 谁创建，谁release

     如果通过alloc、new或[mutable]copy来创建一个对象，那么就必须调用release或autorelease。换句话说，不是你创建的，就不用你去[auto]release。

7.3 谁retain，谁release

    只要你调用了retain，无论这个对象是如何生成的，你都要调用release

7.4 总结

    1>有始有终，有加就有减

    2>曾经让对象的计数器+1，就必须在最后让对象计数器-1

8.set方法的代码规范

8.1 基本数据类型：基本数据类型由于不需要进行内存管理，直接复制就可以了

   - (void)setAge:(int)age

   {

         _age=age;

   }

8.2 OC对象类型

   - (void)setCar:(Car *)car

   {

        //1.先判断是不是新传进来的对象

        if(car != _car)

        {

           //2.对旧对象做一次release

            [_car release];

            //3.对新对象做一次retain

            _car = [car retain];

        }

   }

9.dealloc方法的代码规范

   9.1 一定要调用[super dealloc]，而且放到最后面

   9.2 对self(当前)所拥有的其他对象做一次realease

    - (void)dealloc

   {

        [_car release];

        [super dealloc];

   } 

10 @property参数

     10.1 由于单纯的使用@property自动生成的setter方法只是在方法内部简单的赋值，因此当属性是继承自NSObject的一个对象时，在setter方法内部没有进行相应的retain和release处理，将会导致对象在使用完成后没有被系统回收，造成内存泄漏。因此，需要和参数进行配合使用。

     10.2 控制set方法内存管理的相关参数

         1> retain : release旧值，retain新值（适用于OC对象类型）。编译器在解析到retain参数时（如 @property (retain) Car car;），会将set方法自动解析成:

              - (void)setCar:(Car *)car

              {

                     if(car != _car){

                         [_car release];// 对旧对象做一次release

                         _car = [car retain];// 对新对象做一次retain

                     }

               }

           2> assign ：直接赋值（默认，适用于非OC对象）

           3> copy : release旧值，copy新值（一般用于NSString *）

     10.3  控制是否要生成set方法

           1> readwrite : 同时生成set方法和get方法的声明和实现（默认）

           2> readonly : 只生成get方法的声明和实现

      10.4 多线程管理 : nonatomic和atomic，决定编译器生成的set方法和get方法是否为原子操作。

           1> nonatomic ：性能高（一般就用这个）。

                使用nonatomic参数，get方法只是简单的返回值。

           2> atomic : 性能低（默认）。

                atomic是OC使用的一种线程保护技术。防止在写未完成的时候被另外一个线程读取，造成数据错误。而这种机制是耗费系统资源的，所以在iPhone这种小型设备上，如果没有使用多线程间的通讯编程，那么nonatomic是一个非常好的选择。

                 加了atomic，setter函数会变成下面这样：
                        {lock}
                                if (property != newValue) { 
                                        [property release]; 
                                        property = [newValue retain]; 
                                }
                        {unlock}

     10.5 控制set方法和get方法的名称

            1.  setter: 设置set方法的名称，方法名后一定要有个冒号:。（很少用）

                 @property (setter =abc:) int age;

             2. getter: 设置get方法的名称（一般用在BOOL类型）

                 返回BOOL类型的方法名一般是以is开头：

                 @property (getter =isRice) BOOL rich;

             3.不管getter把get方法名改成什么名字，点语法都可以通过原来的方法名或者更改后的方法名获得字段值。即通过p.isRice和p.rich在获取值时是等价的，编译器内部会做转换。

       10.6 注意

            在同一个方法列表中，以上10.2-10.5每一个方法类型里面最多只能使用一个(可以不使用)，如果使用多个的话会冲突。

            如： @property (nonatomic, assign, readwrite) int age;

                    @property (nonatomic, assign) int Number;

                    @property (retain) NSString *name;

                    //@property (retain, assign) int Number; // 这是错误的，因为retain和assign是同一种方法类型，都是操作set方法内存管理的。

                    // @property (readwrite, readonly) int age; // 这是错误的，因为readwrite是控制生成get方法和set方法，readonly控制只生成get方法，相互冲突了。

11. 多对象的循环引用

     11.1 开发中引用一个类的规范

              1> 在.h文件中用@class 声明类。

              2> 在.m文件中用#import来包含类的所有东西。

     11.2 @class的作用

             仅仅告诉编译器，某个名称是一个类名。如@class Person;仅仅是告诉编译器，Person是一个类。

      11.3 两端循环引用解决方案

             1> 一端用retain

             2> 一端用assign

12、autorelease和@autoreleasepool

     12.1 autorelease的基本用法

          1> 会将对象放到一个自动释放池中

          2> 当自动释放池被销毁时，会对池子里面的所有对象做一次release操作

          3> 会返回对象本身

          4> 调用完autorelease方法后，对象的计数器不变

     12.2 autorelease的好处

          1> 不用再关心对象释放的时间

          2> 不用再关心什么时候调用release

     12.3 autorelease的使用注意

          1> 占用内存较大的对象不要随便使用autorelease 

          2> 占用内存较小的对象使用autorelease，没有太大影响

          3> alloc之后调用了autorelease，不能再调用release，否则会发生野指针错误

          4> 不能连续调用多次autorelease。如Person *p = [[[[Person alloc] init] autorelease] autorelease];

      12.4 自动释放池：@autoreleasepool

           1> 自动释放池可以创建无限多个。在IOS程序运行过程中，会创建无数个池子，这些池子都是以栈结构存在（先进后出）。

           2> 当一个对象调用autorelease方法时，会将对象放到栈顶的自动释放池里，并返回对象本身

           3> 自动释放池本身也是一个对象，当自动释放池被销毁时，会对池子里面的所有对象做一次release操作

      12.5 autorelease的应用

           1> 系统自带的方法里面没有包含alloc、new、copy，说明返回的对象都是autorelease的

           2> 开发中经常会提供一些类方法，快速创建一个已经autorelease过的对象。创建对象时不要直接用类名，一般用self。

#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Person : NSObject
@property(nonatomic, assign) int age;
+(id)person;
+(id)personWithAge:(int)age;
@end

@implementation Person
//快速创建一个已经autorelease过的对象
+ (id)person
{
	//创建对象时不要直接用类名，一般用self
	return [[[self alloc] init] autorelease];
}
//快速创建一个已经autorelease过的带参数的对象
+(id)personWithAge:(int)age
{
	Person *p = [self person];
	p.age = age;
	return p;
}
-(void)dealloc
{
	NSLog(@"%d岁的人被销毁了", _age;);
}
@end

int main()
{
	@autoreleasepool
	{
	     Person *p = [Person personWithAge : 100];
	}
}

13 ARC  

     13.1 ARC是一种编译器特性，当编译器解析到alloc、new时，会自动在合适的地方加入release代码。不允许调用release、retain、retainCount，允许重写dealloc，但不允许调用[super dealloc]。

     13.2 ARC的判断准则：只要没有强指针指向对象，就会释放对象

             1> strong : 成员变量是强指针（适用于OC对象类型）。非ARC下的的retain改用为strong。

             2> weak : 成员变量是弱指针（适用于OC对象类型）。主要用于ARC环境下两个对象的循环引用，可以一端用strong，一端用weak解决。

             3> assign : 适用于非OC对象类型

      13.3 指针类型

             1>  强指针：默认情况下，所有的指针都是强指针。在ARC的情况下，针对继承自NSObject的对象，@property参数不用retain，而是用strong。如：@property (nonatomic,strong) Dog *dog;

             2>  弱指针：__weak

       13.4 非ARC项目转换为ARC

              Edit->Refactor->Convert to Objective-C ARC

        13.5 单文件的ARC控制：项目文件->Build Phases->Compile Sources中输入以下参数控制

             -fno-objc-arc

             -f-objc-arc

14. 当两端循环引用的时候，解决方案：

     14.1 ARC：一端用strong，另一端用weak

     14.2 非ARC： 一端用retain，另一端用assign