iOS 之ARC（自动引用计数）

自动引用计数（ARC）是在MacOS X 10.7与iOS 5中引入一项新技术，用于管理Objective-C中的对象。它废弃了显式的retain、release和autorelease消息，而且在两个平台的表现一致。

由于有限的内存以及手持设备续航能力的限制，iOS应用程序中的Objective-C对象的管理一直颇有挑战性。为了处理这些问题，苹果提出了一个方案——“自动引用计数”（ARC）。在这篇文章中，我会把ARC和显式的retain/release以及垃圾回收进行对比，除此之外还会展示如何在一个iOS项目中使用它，并且探讨一些ARC的使用准则。

读者应当拥有Objective-C和Xcode IDE的使用经验。

通过消息传送来实现

首先，我通过显示的消息传送来管理ObjC对象。我用alloc和init消息来创建对象（如图 1）。我发送retain消息来保持一个对象，并且发送release消息来释放掉它。通过alloc/init创建的ObjC对象会有一个内部的值为1的引用计数。retain消息会使这个引用计数加1，然而，release消息会使这个引用计数减1.当这个引用计数为0时，这个对象会自动销毁，释放它所持有的内存。

 
Figure 1.

我们也可以用一个工厂方法来创建ObjC对象。这样就标记了这个对象是自动释放的，将他的指针加到自动释放池（如图 2）。我们可以通过autorelease消息来实现对alloc/init的对象达到发送release消息的目的。

 
Figure 2.

在每一个事件周期中，自动释放内存池都会去检测自身的对象指针集。当它发现超出其作用域并且引用记数为１的对象，它就会通过发送一个release消息释放这个对象。当不想释放这个对象时，我们可以发送一个或多个retain消息给这个对象。否则，我们必须让这个对象发送的retain和release消息一样多，才能将它释放。

显式发送消息的方式仍然是iOS应用程序中管理ObjC对象的一种有效方法。它一般不会花费很多精力，可以很容易的定位bug，同时拥有性能好的特点。

在另一方面，显式发送消息的方式很容易导致出错。当retain和release消息不相等时，它会导致内存泄露或EXC_BAD_ACCESS错误。另外，显式地释放一个已经释放了的对象也会导致EXC_BAD_ACCESS错误。并且，对象容器(如数组，集合等)可能并不会对它包含的引用记数大于１的对象运行该对象的构造函数。

使用垃圾回收管理

MacOS X 10.5 (Leopard) 给我们另一个管理ObjC对象的方法— 垃圾回收。这里，每一个Cocoa应用程序得到自己的作为次级线程运行的收集服务  (Figure 3)。

 
Figure 3.

这个服务标识所有在一起动就创建的根对象，然后跟踪每一个后来创建的对象。它检查每一个对象的范围以及对根对象的强引用。如果对象有这些特性，那么收集服务将它保留下来（用蓝色标记）。否则，它使用一个finalize消息释放这个对象（用红色标记）。

收集服务是保守的。当必须保证高性能时，它可以被中断，甚至暂停 。它是一个分代的服务。他假定最新被创建的对象寿命最短。

通过类NSGarbageCollector来使用收集服务。使用这个类，我能够禁用这个服务或者改变它的行为。我甚至能指定新的根对象或者重置服务本身。

进入 ARC

ARC是一种全新的方式，它拥有很多垃圾回收机制的优点，但却没有那样的性能损耗。

从内部来看，ARC并不是一项运行时的服务。实际上它是由新的Clang front-end提供的两段过程。图４显示了这两段过程。在front-end段时，Clang检查每个预处理文件的对象和属性。然后它跟据一些固定的规则将正确的retain，release和autorelease语句加入其中。

图４.

举例来说，如果对象被分配内存并处于一个方法当中，它会在这个方法的结尾处获得一个release语句。如果是一个类属性，它的release语句会加入到类的dealloc方法中。如果这个对象是用来返回的或者它是一个容器对象，它会加入一个autorelease语句。又如果这个对象是弱引用，把它放在一边不管它。

垃圾回收移除了显式的保留和释放消息的需要。它能够降低野指针也能够防止空指针。换句话说，它需要所有定制的ObjC对象被更新。清除代码必须进入到finalize方法，而不是 dealloc方法。ObjC对象也必须向他的父发送一个finalize消息。

接下来，收集服务需要知道何时一个对象的引用是弱的。否则，他假设所有的引用都是强的。这可能导致循环引用和内存泄漏。这个服务也忽略使用withmalloc()创建的对象：那些对象应该被手动释放或者使用Cocoa函数NSAllocateCollectable()来创建。

最后，这个服务依然会导致性能受到影响，尽管他是保守的。这就是垃圾回收在iOS上缺席的原因。

转自：http://www.oschina.net/translate/automatic-reference-counting-on-ios点击打开链接