iOS面试题（3）----内存管理

1.堆和栈的区别
管理方式：
对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；
对于堆来说，释放工作由程序员控制，容易产生memory leak。

申请大小：

栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统 预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M（也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示 overflow。因此，能从栈获得的空间较小。

堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地 址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。


碎片问题：
对于堆来讲，频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低。
对于栈来讲，则不会存在这个 问题，因为栈是先进后出的队列，他们是如此的一一对应，以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出

分配方式：
堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。
栈有2种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。动态分配由 alloca函数进行分配，但是栈的动态分配和堆是不同的，他的动态分配是由编译器进行释放，无需我们手工实现。

分配效率：
栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的 效率比较高。
堆则是C/C++函数库提供的，它的机制是很复杂的。

2.内存管理原则是什么?
1. 谁创建，谁释放（类似于“谁污染，谁治理”）。如果你通过alloc、new或copy来创建一个对象，那么你必须调用release或autorelease。换句话说，不是你创建的，就不用你去释放。
例如，你在一个函数中alloc生成了一个对象，且这个对象只在这个函数中被使用，那么你必须在这个函数中调用release或autorelease。如果你在一个class的某个方法中alloc一个成员对象，且没有调用autorelease，那么你需要在这个类的dealloc方法中调用release；如果调用了autorelease，那么在dealloc方法中什么都不需要做。
2. 除了alloc、new或copy之外的方法创建的对象都被声明了autorelease。
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。有时候你的代码中明明没有retain，可是系统会在默认实现中加入retain。

3.谈一谈自动释放池

自动释放池（Autorelease pool）是OC的一种内存自动回收机制，可以将一些临时变量通过自动释放池来回收统一释放.自动释放池本事销毁的时候，池子里面所有的对象都会做一次release操作.
自动释放池并不包含实际的对象本身，仅仅是对池释放的时候要释放的对象的引用，通过像当前的自动释放池发送一条autorelease消息，就可以将一个对象添加到其中，以便以后释放。
Cocoa应用程序中的每个线程都会维护一个自己的NSAutoreleasePool对象的堆栈。当一个线程终止时，它会自动地释放所有与自身相关的自动释放池。在基于Application Kit的应用程序中，自动释放池会在程序的主线程中被自动创建和销毁，所以，您的代码通常无需处理它们。但是，如果您在Application Kit的主线程之外发起Cocoa调用，则您需要创建自己的自动释放池。如果您正在编写一个Foundation应用程序，或者如果您拆分了一个线程，则是属于这种情况。

4.什么是强指针，什么是弱指针？
强指针在当进行对象地址的赋值操作时会保留新值并释放旧值，当其退出指针作用域时释放。而弱指针则类似于手动内存管理时的指针，它仅仅是一个指针而已，不做额外的保留和释放，在对象被回收时会自动置为nil。在程序中使用__strong关键字指定强指针，使用__weak关键字指定弱指针，默认为强指针。

if (someCondition){    NSMutableArray* stringArray = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"A", @"B", @"C", nil];    id firstObj = [stringArray objectAtIndex:0];    [stringArray removeObjectAtIndex:0];    NSLog(@"%@", firstObj);}

if语句块的第一行代码创建了一个数组，其中包含三个字符串对象，然后将其地址赋值给stringArray。第二行将数组的首元素地址赋值给firstObj，即指向字符串@”A”。第三行将数组首元素移出数组。第四行打印firstObj的描述信息。最后退出if语句块。

在未开启ARC时，由于元素在被移出数组时会被数组释放，所以在调用NSLog函数时@”A”已经被回收，firstObj指向的是一个无效的地址（野指针、僵尸），这会导致程序崩溃。

而当开启了ARC时，上述代码就是正确的。当执行到第二行时，stringArray和firstObj均为强指针（默认为强指针），分别保留数组和@”A”，此时@”A”的所有者为数组和firstObj。到第三行，@”A”的所有者为firstObj，未被回收，所以NSLog语句没有问题。最后退出if语句块时，stringArray和firstObj退出作用域，分别释放并回收数组和@”A”。

当然，你可以在定义stringArray和firstObj时指定__strong关键字：

[plain] view plaincopy__strong NSMutableArray* stringArray = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"A", @"B", @"C", nil];__strong id firstObj = [stringArray objectAtIndex:0];

不过由于默认为强指针，所以__strong关键字是可以忽略的。

由于强指针会一直保留着对象，所以当你确实需要将其释放时，需要手动将强指针赋值为nil，否则对象一直不会被回收，会导致系统内存资源不足。

再来说说弱指针。请看如下代码：

[plain] view plaincopyNSString* strongPtr = [[NSString alloc] initWithCString:"A" encoding:NSUTF8StringEncoding];__weak NSString* weakPtr = strongPtr;NSLog(@"%@", weakPtr);strongPtr = nil;NSLog(@"%@", weakPtr);double delayInSeconds = 3.0;dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC));dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){    NSLog(@"After 3 seconds: %@", weakPtr);});

由于firstObj为弱指针，前两个NSLog输出为A，而最后一个则为(null)。这说明当对象被回收时，所有指向该对象的弱指针均会被置为nil，但这需要时间。

读到这里，你应该知道下面的代码有什么问题了吧：

[plain] view plaincopy__weak NSArray* array = [[NSArray alloc] initWithObjects:@"Puzhi Li", nil];NSLog(@"%@", array);

当启用了ARC之后，（基本上）不会出现内存泄漏、使用野指针、访问僵尸对象的情况 。

5.多次调用对象的autorelease方法会导致什么问题?
多次将地址存到自动释放池中,导致野指针异常