Managing Toll-Free Bridging

在cocoa application的应用中，我们有时会使用Core Foundation（CF），我们经常会在Objective-C和CF之间进行转化。系统使用arc的状态下，编译器不能自动管理CF的内存，这时候你必须使用CFRetain和CFRelease来进行CF的内存的管理。

具体的CF内存管理规则见： Memory Management Programming Guide for Core Foundation

在OC和FC之间进行转化的时候，主要是对象的归属问题。共有两种方式：

1、使用宏，可以标识归属者从OC到CF，还是从CF到OC。

NS_INLINE CFTypeRef CFBridgingRetain(id X) { 
    return (__bridge_retain CFTypeRef)X; 
} 
  
NS_INLINE id CFBridgingRelease(CFTypeRef X) { 
    return (__bridge_transfer id)X; 
}

2、使用转化符,如：__bridge，__bridge_transfer，__bridge_retained

id my_id; 
CFStringRef my_cfref; 
… 
NSString   *a = (__bridge NSString*)my_cfref;     // Noop cast. 
CFStringRef b = (__bridge CFStringRef)my_id;      // Noop cast. 
… 
NSString   *c = (__bridge_transfer NSString*)my_cfref; // -1 on the CFRef 
CFStringRef d = (__bridge_retained CFStringRef)my_id;  // returned CFRef is +1

下面以详细的例子来介绍一下OC和CF在arc下内存管理的详细写法.下面以CFURLCreateStringByAddingPercentEscapes()函数为例说一下在ARC下的写法和非ARC下的写法。

非ARC模式下的写法：

#pragma mark – View lifecycle 
- (void)viewDidLoad 
{ 
    [super viewDidLoad]; 
    NSLog(@"=%@", [self escape:@"wangjun"]); 
} 
-(NSString *)escape:(NSString *)text 
{ 
    return (NSString *)CFURLCreateStringByAddingPercentEscapes( 
                                                                      NULL, 
                                                                      (__bridge CFStringRef)text, 
                                                                      NULL, 
                                                                      CFSTR("!*’();:@&=+$,/?%#[]"), CFStringConvertNSStringEncodingToEncoding(NSUTF8StringEncoding));; 
}

使用instruments检测，没有内存泄漏。

下面把上面工程改为arc模式。

可以看到xcode自动把上面函数转化为：

#pragma mark – View lifecycle 
- (void)viewDidLoad 
{ 
    [super viewDidLoad]; 
    NSLog(@"=%@", [self escape:@"wangjun"]); 
} 
-(NSString *)escape:(NSString *)text 
{ 
    return (__bridge_transfer NSString *)CFURLCreateStringByAddingPercentEscapes( 
                                                                      NULL, 
                                                                      (__bridge CFStringRef)text, 
                                                                      NULL, 
                                                                      CFSTR("!*’();:@&=+$,/?%#[]"), CFStringConvertNSStringEncodingToEncoding(NSUTF8StringEncoding));; 
}

在arc中，CF和OC之间的转化桥梁是 __bridge，有两种方式：

• __bridge_transfer  ARC接管管理内存
• __bridge_retained  ARC释放内存管理

上面的方法是从CF转化为OC NSString对象，使用的__bridge_transfer ，对象所有者发生转变，由CF到OC，最后由ARC接管内存管理。运行上面的代码，用instruments检测，是没有内存泄漏的。

上面代码等同于：

- (NSString *)escape:(NSString *)text 
{ 
return CFBridgingRelease(CFURLCreateStringByAddingPercentEscapes( 
NULL, 
(__bridge CFStringRef)text, 
NULL, 
CFSTR("!*’();:@&=+$,/?%#[]"), CFStringConvertNSStringEncodingToEncoding(NSUTF8StringEncoding)));}

如果将上述代码改为：

-(NSString *)escape:(NSString *)text 
{ 
    return (__bridge NSString *)CFURLCreateStringByAddingPercentEscapes( 
                                                                      NULL, 
                                                                      (__bridge CFStringRef)text, 
                                                                      NULL, 
                                                                      CFSTR("!*’();:@&=+$,/?%#[]"), CFStringConvertNSStringEncodingToEncoding(NSUTF8StringEncoding));; 
}

编译也会成功，但是这时候用instruments检测，可以发现内存泄漏：

由于CF转化完OC，没有自己释放内存，同时也没有把内存管理交给ARC，所以出现内存泄漏。由于__bridge只是同一个对象的引用，内存的所有权没有发生变化。

下面在说一下oc到CF的转化，需要把OC的内存管理权释放掉。

NSString *s1 = [[NSString alloc] initWithFormat:@"Hello, %@!", name]; 
CFStringRef s2 = (__bridge_retained CFStringRef)s1; 
// do something with s2 // . . . 
CFRelease(s2);

最后由CF进行内存释放。

上面代码等同于：

CFStringRef s2 = CFBridgingRetain(s1); 
// . . . 
CFRelease(s2);

下面总结一下我们使用ARC情况下。oc和CF互相转化的原则：

• CF转化为OC时，并且对象的所有者发生改变，则使用CFBridgingRelease()或__bridge_transfer 。
• OC转化为CF时，并且对象的所有者发生改变，则使用CFBridgingRetain()或__bridge_retained
• 当一个类型转化到另一种类型时，但是对象所有者没有发生改变，则使用__bridge.