Object C语言----内存管理总结(转载)

*回顾：

@内存管理的方式：

1.垃圾回收gc(java c#)自动管理内存，自动释放。

2.MRC(ManualReference Count)人工引用计数：内存的开辟和释放由程序代码进行控制（程序员要熟悉内存管理的机制：引用计数）

3.ARC(AutomaticReference Count)自动引用计数(不是自动管理内存)（编译器帮助程序员默认加了释放代码）（ARC是基于MRC的）

@注：

1.iOS支持MRC和ARC两种内存管理方式，OC采用计数机制管理内存，标记这块内存在被几个对象使用。

2.在C语言中使用malloc和free，经行堆内存的创建和释放。堆内存只用正在使用和销毁两个状态。两个以上的指针使用同一块内存，C语言无法记录内存使用者的个数

@影响引用计数的方法

+alloc  

-retain

-copy

-release

-autorelease  

（思考例子中最后count输出结果不是0是因为？快速有效性）;

@copy:

1.把某⼀一内存区域的内容拷⻉贝⼀一份,拷⻉贝到新的内存空间⾥里 去,被拷⻉贝区域的引⽤用技术不变,新的内存区域的引⽤用计数为1。

2.不是所有对象都可以接收copy消息，只能接受NSCopying协议的对象

3.深拷贝，拷贝的是指针和指针指向的对象，原来的对象不会发生任何变化，相当于克隆

4.浅拷贝，拷贝的的是指针，本身变化，其拷贝也发生变化，相当于人与自身影子的变化。

（面试题：1浅复制和深复制的区别?浅层复制(copy):只复制指向对象的指针,而不复制引用对象本身。//通过对象的指针来访问这个对象----只赋值地址 深层复制(mutableCopy):复制引用对象本身---再创建一个对象 意思就是有个A对象,复制一份后得到A_copy对象后,对于浅复制来说,A和A_copy指向的是同一个内存资源,复制的 只不过是是一个指针,对象本身资源 还是只有一份,那如果我们对A_copy执行了修改操作,那么发现A引用的对象同样被修改,这其实违背了我们复制拷贝的一 个思想。深复制就好理解了,内存中存在了

两份独立对象本身。//当修改A时,A copy不变。

@dealloc:是继承自父类的方法,当所有的引用计数都为0时，由对象自动调用。

 

@面试题：

1、分别描述内存管理要点、autorelease、release、NSAutoreleasePool?并说明autorelease是什 么时候被release的?简述什么时候由你负责释放对象,什么时候不由你释放?[NSAutoreleasePool release]

和[NSAutoreleasePool drain]有什么区别?

内存管理要点:

Objective-C 使用引用计数机制(retainCount)来管理内存。内存每被引用一次,该内存的引用计数+1,每被释放一次引 用计数-1。当引用计数 = 0 的时候,调用该对象的dealloc 方法,来彻底从内存中删除该对象。alloc,allocWithZone,new(带初始化)时:该对象引用计数 +1;

retain:手动为该对象引用计数 +1;

copy:对象引用计数 +1;

mutableCopy:生成一个新对象,新对象引用计数为 1;

release:手动为该对象引用计数 -1; autorelease:把该对象放入自动释放池,当自动释放池释放时,其内的对象引用计数 -1。

NSAutoreleasePool:NSAutoreleasePool是通过接收对象向它发送的autorelease消息,记录该对象的release消息,当自动释放池被销毁 时,会自动向池中的对象发送release消息。

autorelease 是在自动释放池被销毁,向池中的对象发送release

只能释放自己拥有的对象, 区别是:在引用计数环境下(在不使用ARC情况下),两者基本一样,在GC环境下,release 是一个no-op(无效操 作),所以无论是不是gc都使用drain

2、IPhoneOS有没有垃圾回收?autorelease 和垃圾回收制(gc)有什么关系? 

没有。autorelease只是延迟释放,gc是每隔一段时间询问程序,看是否有无指针指向的对象,若有,就将它回收。他们 两者没有什么关系。

 

@@@@@

// alloc retaincopy release autorelease

 

// copy和retain的区别：retain 对象引用计数+1，copy创建一个对象副本（不可变对象的copy和retain一样引用计数+1，mutableCopy为浅拷贝，可变对象的copy为浅copy，mutableCopy为深拷贝）

 

// autoreleasepool （所有autorelease的对象都放在自动释放池中）由自动释放池做统一管理。（自动释放池可以自己创建，在主线程中有系统为我们创建好的，但是用起来不灵活，事件的响应会自动创建自动释放池）

 

// 除了NSString的对象使用copy 其余的对象类型都声明成retain

 

// 类内部属性和实例变量的内存管理，重写dealloc方法，对实例变量和属性发送release消息，最后给super发送dealloc方法。

 

// 对非容器类的不可变对象（NSString）进行copy实现的是浅copy，mutableCopy实现的深copy，深copy中的内容和原内容一样，不过由不可变对象变为可变对象

 

// 对非容器类的可变对象(NSMutableString)进行copy实现的都是深copy，但是返回的对象是不可变的

 

// 对容器类的不可变对象进行copy实现的是浅copy，mutableCopy为深copy返回的是可变容器，其中元素为指针copy（拷贝的是地址，不是指针指向的变量），可以对其进行修改。

 

// 对容器类的可变对象进行mutableCopy实现的是容器类对象深拷贝，容器类的对象都为指针拷贝。（苹果已经将其列为深拷贝）

 

// 不可变对象创建不可变对象为浅copy其余全为深copy。

 

// 自定义对象的拷贝要实现NSCopying协议和NSMutablecopying协议，但是在NSCopying协议中也能实现本质上的深拷贝所以只需实现一个方法就可以。

  

iPhone/MacObjective-C 内存管理教程和原理剖析

前言

初学 objectice-C的朋友都有一个困惑,总觉得对 objective-C的内存管理机制琢磨不透,程序经常内存泄漏或莫名其妙的崩溃。(内存溢出，野指针异常)我在这里总结了自己对 o bjective-C内存管理机制的研究成果和经验,写了这么一个由浅入深的教程。希望对大家有所帮助,也欢迎大家一起探讨。

此文涉及的内存管理是针对于继承于 NSObject的 Class。

一.基本原理

Objective-C 的内存管理机制与.Net/Java 那种全自动的垃圾回收机制是不同的,它本质上还是 C 语言中的手动管理方式,只不过稍微加了一些自动方法。

1 Objective-C 的对象生成于堆之上,生成之后,需要一个指针来指向它。

   ClassA *obj1 = [[ClassA alloc] init];

2 Objective-C 的对象在使用完成之后不会自动销毁,需要执行 dealloc来释放空间(销毁),否则内存泄露。

[obj1 dealloc];

这带来了一个问题。下面代码中 obj2是否需要调用 dealloc?ClassA *obj1 = [[ClassA alloc] init];

ClassA *obj2 =obj1;

[obj1 hello]; //输出 hello

[obj1 dealloc];

[obj2 hello]; //能够执行这一行和下一行吗?

[obj2 dealloc];

不能,因为 obj1和 obj2 只是指针,它们指向同一个对象,[obj1dealloc]已经销毁这个对象了,不能再调用[obj2 hello]和[obj2dealloc]。obj2实际上是个无效指针。

如何避免无效指针?请看下一条。

3 Objective-C 采用了引用计数(ref count或者 retaincount)。对象的内部保存一个数字,表示被引用的次数。例如,某个对象被两个指针所指向(引用)那么它的 retain count为 2。需要销毁对象的时候,不直接调用 dealloc,而是调用 release。release会让 retain count减 1,只有 retain count等于 0,系统才会调用 dealloc真正销毁这个对象。

ClassA *obj1 =[[ClassA alloc] init]; //对象生成时,retain count =1

[obj1 release];//release 使 retain count减 1,retaincount = 0,d ealloc自动被调用,对象被销毁

我们回头看看刚刚那个无效指针的问题,把 dealloc改成 release 解决了吗? ClassA*obj1 = [[ClassA alloc] init]; //retain count = 1

ClassA *obj2 =obj1; //retain count = 1

[obj1 hello]; //输出 hello

[obj1 release];//retain count = 0,对象被销毁 [obj2 hello];

   [obj2 release];

[obj1 release]之后,obj2依然是个无效指针。问题依然没有解决。解决方法见下一条。

4 Objective-C 指针赋值时,retain count不会自动增加,需要手动 retai n。

ClassA *obj1 =[[ClassA alloc] init]; //retain count = 1 ClassA *obj2 = obj1; //retain count =1

[obj2 retain];//retain count = 2

[obj1 hello]; //输出 hello

[obj1 release];//retain count = 2 ? 1 = 1 [obj2 hello]; //输出 hello

[obj2 release];//retain count = 0,对象被销毁

问题解决!注意,如果没有调用[obj2release],这个对象的 retain count 始终为 1,不会被销毁,内存泄露。(1-4可以参考附件中的示例程序 memman-no-pool.m)

这样的确不会内存泄露,但似乎有点麻烦,有没有简单点的方法?见下一条。

5 Objective-C 中引入了 autoreleasepool(自动释放对象池),在遵守一些规则的情况下,可以自动释放对象。(autoreleasepool依然不是.Net/Java那种全自动的垃圾回收机制)

5.1 新生成的对象,只要调用 autorelease就行了,无需再调用 release!

ClassA *obj1 =[[[ClassA alloc] init] autorelease]; //retain coun t = 1但无需调用 release

5.2 对于存在指针赋值的情况,代码与前面类似。

ClassA *obj1 =[[[ClassA alloc] init] autorelease]; //retain coun t= 1

ClassA *obj2 =obj1; //retain count = 1 [obj2 retain]; //retain count = 2

[obj1 hello]; //输出 hello

//对于 obj1,无需调用(实际上不能调用)release[obj2 hello]; //输出 hello

   [obj2 release]; //retain count = 2-1 = 1

细心的读者肯定能发现这个对象没有被销毁,何时销毁呢?谁去销毁它?(可以参考附件中的示例程序memman-with-pool.m)请看下一条。

6 autoreleasepool 原理剖析。(其实很简单的,一定要坚持看下去,否则还是不能理解 Objective-C 的内存管理机制。)

6.1 autoreleasepool 不是天生的,需要手动创立。只不过在新建一个 ip hone项目时,xcode 会自动帮你写好。autoreleasepool的真名是 NSAutorele asePool。

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

6.2NSAutoreleasePool 内部包含一个数组(NSMutableArray),用来保存声明为 autorelease 的所有对象。如果一个对象声明为 autorelease,系统所做的工作就是把这个对象加入到这个数组中去。

ClassA *obj1 =[[[ClassA alloc] init] autorelease]; //retain coun t = 1,把此对象加入 autoreleasepool中

6.3NSAutoreleasePool 自身在销毁的时候,会遍历一遍这个数组,releas e数组中的每个成员。如果此时数组中成员的 retain count为 1,那么 release之后,retain count为 0,对象正式被销毁。如果此时数组中成员的 retain count大于 1,那么 release之后,retain count大于 0,此对象依然没有被销毁,内存泄露。

6.4 默认只有一个 autoreleasepool,通常类似于下面这个例子。 int main (int argc, const char *argv[])

{

NSAutoreleasePool*pool;

   pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];

    //do something

   [pool release];

   return (0);

} // main

所有标记为 autorelease的对象都只有在这个 pool销毁时才被销毁。如果你有大量的对象标记为 autorelease,这显然不能很好的利用内存,在 iphone 这种内存受限的程序中是很容易造成内存不足的。例如:

   int main (int argc, const char *argv[])

{

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

int i, j;

   for (i = 0; i < 100; i  )

{

   for (j = 0; j < 100000; j  )

[NSStringstringWithFormat:@"1234567890"];//产生的对象是 autorele ase的。

    }

   [pool release];

   return (0);

    }// main

(可以参考附件中的示例程序memman-many-objs-one-pool.m,运行时通过监控工具可以发现使用的内存在急剧增加,直到 pool 销毁时才被释放)你需要考虑下一条。

7 Objective-C 程序中可以嵌套创建多个 autoreleasepool。在需要大量创建局部变量的时候,可以创建内嵌的 autoreleasepool 来及时释放内存。(感谢网友 hhyytt和 neogui 的提醒,某些情况下,系统会自动创建 autoreleasepoo l,请参见第四章)

int main (intargc, const char *argv[])

    {

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

   int i, j;

   for (i = 0; i < 100; i  )

    {

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

   for (j = 0; j < 100000; j  )

[NSStringstringWithFormat:@"1234567890"];//产生的对象是 autorele ase的。

   [loopPool release];

    }

   [pool release];

   return (0);

} // main

(可以参考附件中的示例程序memman-many-objs-many-pools.m,占用内存的变化极小)

二.口诀与范式

1 口诀。

1.1 谁创建,谁释放(类似于“谁污染,谁治理”)。如果你通过 alloc、ne w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 d ealloc 方法中什么都不需要做。

1.2 除了 alloc、new或 copy 之外的方法创建的对象都被声明了 autorelea se。

1.3 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。不知道为什么苹果公司的文档没有强调这个非常重要的一点,请参考范式 2.7 和第三章。

2 范式。

范式就是模板,就是依葫芦画瓢。由于不同人有不同的理解和习惯,我总结的范式不一定适合所有人,但我能保证照着这样做不会出问题。

2.1 创建一个对象。

   ClassA *obj1 = [[ClassA alloc] init];

2.2 创建一个 autorelease的对象。

   ClassA *obj1 = [[[ClassA alloc] init] autorelease];

2.3 Release 一个对象后,立即把指针清空。(顺便说一句,release一个空指针是合法的,但不会发生任何事情)

   [obj1 release];

   obj1 = nil;

2.4 指针赋值给另一个指针。 ClassA *obj2= obj1;

   [obj2 retain];

   //do something

   [obj2 release];

   obj2 = nil;

2.5 在一个函数中创建并返回对象,需要把这个对象设置为 autoreleaseClassA *Func1()

{

ClassA *obj =[[[ClassA alloc]init]autorelease];

return obj;

}

2.6 在子类的 dealloc方法中调用基类的 dealloc方法

-(void) dealloc

{

 

[super dealloc];

}

2.7 在一个 class中创建和使用 property。

2.7.1 声明一个成员变量。

ClassB *objB;

2.7.2 声明 property,加上 retain参数。

@property(retain) ClassB* objB;

2.7.3 定义 property。(property的默认实现请看第三章)

@synthesizeobjB;

2.7.4 除了 dealloc方法以外,始终用.操作符的方式来调用 property。 self.objB 或者 objA.objB

2.7.5 在 dealloc方法中 release这个成员变量。

[objB release];

示例代码如下(详细代码请参考附件中的memman-property.m,你需要特别留意对象是在何时被销毁的。):

   @interface ClassA : NSObject

    {

   ClassB* objB;

    }

   @property (retain) ClassB* objB;

   @end

   @implementation ClassA

   @synthesize objB;

   -(void) dealloc

    {

   [objB release];

   [super dealloc];

    }

@end

2.7.6 给这个property赋值时,有手动release和autorelease两种方式。 voidfuncNoAutorelease()

{

ClassB *objB1 =[[ClassB alloc]init];

ClassA *objA =[[ClassA alloc]init];

objA.objB =objB1;

[objB1 release];

[objA release];

}

voidfuncAutorelease()

{

ClassB *objB1 =[[[ClassB alloc]init] autorelease];

ClassA *objA =[[[ClassA alloc]init] autorelease];

objA.objB =objB1; }

三 .@property(retain)和@synthesize的默认实现

在这里解释一下@property(retain) ClassB* objB;和@synthesizeobjB;背后到底发生了什么(retain property的默认实现)。property实际上是 gette r和 setter,针对有 retain参数的 property,背后的实现如下(请参考附件中的memman-getter-setter.m,你会发现,结果和 memman-property.m一样):

   @interface ClassA : NSObject

    {

   ClassB *objB;

    }

   -(ClassB *) getObjB;

   -(void) setObjB:(ClassB *) value;

@end

   @implementation ClassA

   -(ClassB*) getObjB

{

return objB;

}

   -(void) setObjB:(ClassB*) value

{

    if(objB != value)

{

   [objB release];

   objB = [value retain];

}

}

在 setObjB中,如果新设定的值和原值不同的话,必须要把原值对象 relea se一次,这样才能保证 retain count是正确的。

由于我们在 class内部 retain 了一次(虽然是默认实现的),所以我们要在 dealloc方法中 release这个成员变量。

   -(void) dealloc

    {

   [objB release];

[super dealloc];

}

四.系统自动创建新的 autoreleasepool

在生成新的 Run Loop的时候,系统会自动创建新的 autoreleasepool(非常感谢网友 hhyytt 和 neogui的提醒)。注意,此处不同于 xcode在新建项目时自动生成的代码中加入的 autoreleasepool,xcode生成的代码可以被删除,但系统自动创建的新的autoreleasepool是无法删除的(对于无GarbageCollect ion 的环境来说)。Objective-C没有给出实现代码,官方文档也没有说明,但我们可以通过小程序来证明。

在这个小程序中,我们先生成了一个 autoreleasepool,然后生成一个 au torelease 的 ClassA的实例,再在一个新的 run loop中生成一个 autorelease的 ClassB 的对象(注意,我们并没有手动在新 run loop中生成 autoreleasepo ol)。精简的示例代码如下,详细代码请见附件中的 memman-run-loop-with-pool.m。

   int main(int argc, char**argv)

    {

   NSLog(@"create an autorelasePool");

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

   NSLog(@"create an instance of ClassA and autorelease ");

   ClassA *obj1 = [[[ClassA alloc] init] autorelease];

   NSDate *now = [[NSDate alloc] init];

   NSTimer *timer = [[NSTimer alloc] initWithFireDate:now

   interval:0.0

   target:obj1

   selector:@selector(createClassB)

   userInfo:nil

   repeats:NO];

   NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];

   [runLoop addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

   [timer release];

   [now release];

[runLoop run];//在新 loop中调用一函数,生成 ClassB的 autorelease实例

   NSLog(@"releasing autorelasePool ");

   [pool release];

   NSLog(@"autorelasePool is released ");

   return 0;

}

输出如下:

   create an autorelasePool

   create an instance of ClassA and autorelease

   create an instance of ClassB and autorelease

   ClassB destroyed

   releasing autorelasePool

   ClassA destroyed

   autorelasePool is released

注意在我们销毁 autorelease pool之前,ClassB 的 autorelease