内存管理 reference count

reference count  （引用计数）的概念其实很简单， 就是每个对象都有一个reference count 用来表明有多少其他的对象目前正保留一个对它的引用（reference).  对象A 想要引用对象B, A 就把B 的 reference count 加 1。 当A 结束了对B 的引用， A 就把 B 的reference count 减 1.   当没有任何对象再引用 B 时， B 的 reference count
就减为0， B 就被清除（deallocated）, 内存就被释放。清除B的时候， 被B所用的对象的 reference count 也可能减小， 也可能使它们被清除。

reference count  （引用计数）是 NSObject 和 NSAutoreleasePool 两个类提供的机制。引用计数不是自动的， 编译器无法决定一个对象的生命周期，所以必须手动调用以下方法来控制 引用计数.

•  NSObject -retain reference count 增 1。  NSObject -release reference count 减一。  NSAutoreleasePool -autorelease 在将来的某时reference count 减一。  NSObject -alloc 为一个对象分配内存，并返回这个对象，reference count 为1。
   NSObject -copy 生成一个对象的拷贝，并返回此对象， reference count 为 1。

发送＋alloc 或者 +allocWithZone: 消息给类， 就会预留出内存给一个新的实例， reference count 为 1。 通过 retain ,  其他对象可以引用这个类实例。

［object retain];
同样

［object release];

减少reference count至零时，对象立即被清除， 此时，为了防止错误的发送消息给一个不存在的对象， 我们最好重新设置对象的引用， 通常使用 nil:

object = nil;

获取reference count 的值， 需要发送 retainCount 消息给对象。 这对调试程序有用。

• release 规则：

总之，

以下每个方法必须有一个 -release 对应：

+alloc
+allocWithZone
-copy
-mutableCopy
-copyWithZone
-mutableCopyWithZone
-retain

• 特殊情况

有时， reference count 不这磨简单。 当需要返回一个对象的引用时， 下面这个方法是错误的：

- (NSObject *) incorrectMethod1
{
NSObject *result = [[NSObject alloc] init];
return result;
}

错误是：

没有相对应 alloc 消息的 -release . 记住 ：新的NSObject 实例生成时，reference count 为1， 并且实例被返回，但如果这个实例返回后不被使用， 那末就出现了内存泄露。


另一个错误的方法：
－(NSObject *) incorrectMethod2
{
    NSObject *result = [[ NSObject alloc] init];
    [result release];
    return result;
}

错误：

虽然参照规则， 使用了- release 去对应 +alloc ， 但是发送了 -release 消息之后， result 就被清除了，而程序倚赖返回的result reference , 因此程序就可能崩溃了， 因为返回的reference 指向了一个早已被清除了的对象。


那末如何解决这个问题呢，既不会发生内存泄露或者返回一个无效的对象reference？答案就是使用 release pool   (释放池） 。 一个临时存放对象的地方， 当一个对象被加入释放池中， 这个对象就注册了 － 稍候一定会接收到一个 -release  的消息。当另一个对象想要保留一个被调用对象的reference,  就会发送一个- retain 消息给那个要使用的对象。在未来某个时候，释放池会被清除，同时池内所有的对象被释放。池内任何对象的reference count 为零时， 这些对象就被清除。


来看两个情况：


情况1。

step 动作 retain count 1 对象被分配内存， （allocated) 1 2 对象被加入释放池 1 3 对象由方法返回 1 4 对象被其他调用者 retain 住。
2 5 释放池被清除（deallocated), 对象被释放。 1      
  由于对象的retain count 是1，所以调用对象必须最终释放被条用的对象，否则会发生内存泄露。


情况2：

    retain count 1 对象被分配内存， 1 2 对象被加入释放池 1 3 对象由方法返回 1 4 对象没有被调用者 retain 住。 1 5 释放池被清除, 对象被清除。 0


调用者并未retain 由方法返回的对象。结果， 释放池被清除时，对象也被清除了，所以调用者无须再释放对象了。


可以看到先前我们的问题得以解决， 对象的释放是发生在对象被方法返回之后，

• NSAutorleasePool 类
  

Cocoa 的NSAutoreleasePool 类实现 释放池。 -autorelease 方法实现对象在释放池的添加和释放。

[object autorelease]; //将对象放入释放池，意味着稍后会被释放。


来看这个正确的方法：

-(NSObject *) correctMethod
{
    NSObject *result = [[NSObject alloc] init];
    [result autoreleqase];
    return result;
}


allocated 初始化之后，reference 被赋值给 result. reference count ＝1。 当 result 被 autorelease 时，对象被放入释放池。 reference count 仍为1。

如果调用-correctMethod的代码没有retain 返回的对象 （NSObject) ，那末对象的 reference count 将为零， 对象被清除， 释放池被清除。 如果调用代码retain 住返回对象， 对象的reference count 将暂时为2。 当释放池最终被清除时，对象的reference count 减少到1。但对象并未被清除。 调用代码所keep 住的reference 依然有效，。

• release pool 是谁生成的？

Cocoa 程序使用App Kit 框架，在内部事件循环（event loop) 开始的时候自动生成release pool.  当程序代码执行结束， 控制返回到应用程序对象时（通常在事件循环的最后），应用程序对象发送 release 消息给 释放池。

当然，特殊情况下，比如要加强程序性能和减低程序的内存要求，或者，比如制作一个命令行程序，不会用到 App Kit 程序框架时，就需要自己生成释放池。

NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];

在事件循环最后，释放这个池：
［pool release];

• release or autorelease ?

-release 方法要远比 -autorelease 效率高。 所以， 除非要使用 -autorelease 的特殊功能， 否则，尽量使用 - release. 过多使用 -autorelease 将导致程序运行缓慢。

• 新规则：

1. 当alloc, copy, retain 一个对象后， 日后你必须负责释放对象， 用- release 或者 -autorelease 。如果你没有 alloc, copy, 或者 retain 过一个对象， 那就没有必要去 release 它。
   
2. alloc 或者 copy 之外的方法，当返回一个对象给你时，这个对象通常只在这个方法内有效，而且在方法的最后可以安全返回。你如果需要继续使用这个对象 （比如把对象存入一个实例变量）， 就必须要磨 retain 要磨 copy 这个返回对象。
3. 如果不再需要reference 一个对象，就应该使用 -autorelease 而不是 release. 同时，为了程序性能考虑， 尽量使用 -release 而不是 -autorelease.