ARC学习

最新推荐文章于 2025-07-21 17:13:37 发布

翻译最新推荐文章于 2025-07-21 17:13:37 发布 · 575 阅读

iOS5引入了自动引用计数（ARC），简化了内存管理。ARC在编译时自动插入retain和release，避免了手动内存管理带来的错误。本文详细介绍了ARC的工作原理及其规则。

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iOS 5中最大的变化时增加了自动引用计数，即ARC。ARC是新LLVM 3.0编译器的一项功能，并且完全废除了所有开发者所讨厌的手动内存管理。

在你自己的projects中使用ARC是十分简单的。像平常一样保持编写，不过不再需要调用retain、release和autorelease。

由于ARC的使用，编译器会在正确的地方自动插入retain, release and autorelease。因为编译器会帮你完成这项工作，所以你无需当心这方面的事情。

How It Works

你大概对手动内存管理已经有一定了解，大概像下面这样工作：

如果你需要保持一个对象，你需要保留它，除非它已经为你保留了。
如果你想要停止使用一个对象，你需要释放它，除非它已经释放（或自动释放）。

作为一个初学者，你会觉得在头脑里形成这观念比较困难。但是一段时间后，它会成为你的第二天性。现在，你会平衡保留和释放。除非你已经忘却了。

虽然手动内存管理的原理不那么困难，但是却容易造成错误。并且这些小错误会造成可怕的后果。你的程序可能会崩溃，因为你太频繁地释放一个对象或者你的变量指向一个无效的数据。你会耗尽内存因为你没有释放足够的对象。

Xcode的静态分析能够发现这些类型的问题但是ARC已经走得更远了。ARC通过自动插入合适的retains和release来避免内存管理的问题。

发现ARC是Objective-C编译器的功能是重要的。因此，当你构建你的app时，所有的ARC将会出现在里面。ARC既不是一个运行时功能（除了一小部分，弱指针系统）也不是你从其他语言中知道的垃圾回收机制。

所有ARC做的，就是在代码编译时插入retains和release，特别你会插入的地方。或者至少你会自己把它们加进去。这使得ARC能像手动管理内存一样迅速，有时甚至更快。因为它在遮罩下执行了某些优化。

Pointers Keep Objects Alive

ARC的新规则学起来十分简单。在手动内存管理中你需要retain一个对象来保持存活。这是不必要的。你所需要做的是让一个指针指向该对象，只要有一个变量指向对象，该对象就会一直在内存中存在。当指针获取一个新值或者停止存在，相关的对象就会被释放。这对所有变量：实例变量，合成属性甚至是本地变量来说都是正确的。当你像下面这样做的时候：

NSString *firstName = self.textField.text;

firstName变量变成一个指向保存有文本内容的NSString对象的指针。然后firstName变量现在是该string对象的拥有者。

一个对象可以有多个拥有者。直到用户改变UITextField的内容时，它的文本属性也是string对象的拥有者。有两个指针保持着同一个string对象。

片刻后，用户将会在文本里输入新的内容，现在它的文本指向新的string对象。但是原先的string对象仍然有一个拥有者（firstName变量）并存在在内存中。

只有当firstName也得到一个新值，或者超出范围--因为它是一个本地变量并且它的方法结束了，或者因为它是一个实例变量并且它所属的对象被释放了--到所有权终止为止。string对象不再拥有拥有者，它的保留计数变成0，对象将会被释放。

我们把类似firstName和textField.text的指针称为“strong”，因为他们保持对象存活。默认情况下所有的实例变量和本地变量。

下面是一个“弱”指针。弱的变量仍然可以指向对象，但是不能变成拥有者。

__weak NSString *weakName = self.textField.text;

weakName指向了和textField相同的string对象，但是它并不是拥有者。如果textField的内容变了，那么string对象就没有拥有者并且会被释放：

当这种情况发生时，weakName的值会自动变成空。也可以说是"零"弱指针。

注意这是极其方便的，因为它避免了弱指针从内存从被释放。虽然这种事情曾引起一系列错误--你可能听说过“悬挂指针”或者“僵尸”--但是由于这些零弱指针，这不再是问题。

你可能不会太常使用弱指针。当两个对象有父子类的关系时，弱指针是非常有用的。父类将有一个指向子类的强指针--然后拥有子类，但是为了防止所有权周期，子类只能有一个指向父类的弱指针。

委托是这方面的一个例子。你的视图控制器可能通过一个强指针拥有一个UITableView。表格视图的数据来源和委托指针指回视图控制器，但是这是一个弱指针。

注意下面的不是很有用的：

__weak NSString *str = [[NSString alloc] initWithFormat:...];
NSLog(@"%@", str);  // will output "(null)"

string对象没有拥有者（因为str是弱的），对象会在创造后马上被释放。当你这样做时，Xcode会给你一个警告，因为这可能是你所没预料到的(“Warning: assigning retained object to weak variable; object will be released after assignment”)。

你可以使用 __strong关键字来指定一个强指针。

__strong NSString *firstName = self.textField.text;

但是因为默认情况下变量时强的，所以这显得有点多余。.

Properties也可以设置为强和弱. 属性的符号是:

@property (nonatomic, strong) NSString *firstName;
@property (nonatomic, weak) id <MyDelegate> delegate;

ARC是好用的并可以从你的代码中删除一些杂七杂八的。你不再需要考虑什么时候是retain，什么时候应该release，仅仅考虑你的对象应该怎样和每一个对象建立联系。你需要问问自己的是谁拥有着什么。

举个例子，在此之前，你可能会写出这样的代码：

id obj = [array objectAtIndex:0];
[array removeObjectAtIndex:0];
NSLog(@"%@", obj);

在手动内存管理下，从数组移除对象将会使得obj的内容无效化。对象会马上被释放，当它不再是数组的一部分时。用NSLog()打印对象可能会使你的程序崩溃。在ARC里，上面的代码就会如计划中运行。因为我们把对象放在强指针obj里面，数组不再是对象的唯一主人。甚至当我们从数组中移除对象时，对象仍然存活。因为obj始终指向它。

Automatic Reference Counting也有着一些限制。首先，ARC只能用于Objective-C中。如果你的应用程序使用Core Foundation或者malloc()和free(), 那么你仍需负责内存管理。晚些我们将会看到这样的例子。另外，精确的语言规则严格确保ARC能够较好完成工作。这只是小小的牺牲而已，你获得的将会比你放弃的要多得多。

ARC只会为你在适当的地方考虑保留或释放，这并不意味着你可以完全把内存管理置之不理。因为强指针保持对象存活，但有的地方你需要手动把这些指针设置为nil，或者你的应用程序可能会耗尽可用的内存。如果你保持你创建过的所有对象，那么ARC将永远不会释放它们。因此，不管什么时候你创建了一个新的对象，你仍然需要考虑谁将拥有它，该对象的生命周期有多长。

毫无疑问的是ARC是Objective-C的未来。苹果鼓励开发者放弃手动内存管理并且开始使用ARC来编写他们的应用。这是简单和功能更强大的应用程序源代码。有了ARC，内存相关的程序崩溃就变成了历史了。

但是因为我们是出于手动到自动内存管理的一个过渡时期，你将经常遇到不能与ARC兼容的代码，不管它是你自己的还是第三方库的。幸运的是你可以在同一project中结合两者。接下来会展示几种方法来告诉你ARC甚至可以和C++完美结合。你也可以在iOS 4上使用ARC，但这有一些限制。