iOS核心语言Objective C语言 —— 内存管理

本分享是面向有意向从事iOS开发的伙伴以及苹果产品的发烧友们，或者已经从事了iOS的开发者，想进一步提升者。如果您对iOS开发有极高的兴趣，可以与我一起探讨iOS开发，一起学习，共同进步。如果您是零基础，建议您先翻阅我之前分享的iOS开发分分钟搞定C语言系列，然后在开始Objective C语言的学习，如果您遇到问题也可以与我探讨，另外将无偿分享自己整理出来的大概400G iOS学习视频及学习资料，都是干货哦！可以新浪微博私信➕关注极客James，期待与您的共同学习和探讨！！由于时间有限，每天在工作之余整理的学习分享，难免有不足之处，也希望各路大神指正！

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一、为什么要学习内存管理
内存对于任何硬件及软件的重要性不言而喻，而作为硬件与用户交流的中间体软件，对于内存的要求以及如何使用内存，如何合理分配内存是至关重要的，而Objective C语言是C语言的超集，对于内存以及内存管理方面也非常重要。在iOS开发中，内存泄露会严重影响用户体验，而苹果的硬件设备的内存本身内存就不大，所以作为iOS开发人员，掌握内存管理是非常重要的，不过从Xcode 4.2 之后苹果公司采用ARC编译器特性的内存管理机制，大大的减少了程序员手动对内存的管理，让程序员把注意点放在产品逻辑上，使得苹果的软件产品做的更加出色。虽然现在做iOS开发不采用MRC来手动管理内存，但掌握MRC的内存管理机制对于提升开发思维以及更深了解内存管理机制是非常有必要的。

二、多种语言的内存管理
（1）java语言：java虚拟机及垃圾回收机制。
（2）C++语言：相关C++内存管理 相对比较复杂，手动管理，程序员的痛点之一。
（3）Android:如果你懂java，就会更容易理解Android系统的内存管理机制。与java的垃圾回收机制类似，系统有一个规则来回收内存。进行内存调度有个阈值，只有低于这个值系统才会按一个列表来关闭用户不需要的东西。这种内存调度管理方式有个弊端，容易造成内存泄露，所以很多安卓手机经常会出现卡机及提示内存满的状况，众多安卓用户的痛点。
（4）Objective C 语言：ARC编译器管理机制，程序员在使用Xcode 4.2以上版本进行软件开发时，编译器自动在相应的位置进行内存释放，不需要手动管理。

三、堆和栈
（1）栈（操作系统）：
由操作系统自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈(先进后出)；

（2）堆（操作系统）：
一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收，分配方式类似于链表。

四、僵尸对象、野指针、空指针
1.僵尸对象
已经被销毁的对象(不能再使用的对象)

2.野指针
指向僵尸对象(不可用内存)的指针
给野指针发消息会报EXC_BAD_ACCESS错误

3.空指针
没有指向存储空间的指针(里面存的是nil, 也就是0)
给空指针发消息是没有任何反应的
为了避免野指针错误的常见办法
在对象被销毁之后, 将指向对象的指针变为空指针

五、Objective C语言的内存管理
所谓内存管理, 就是对内存进行管理, 涉及的操作有:
（1）分配内存 : 比如创建一个对象, 会增加内存占用
（2）清除内存 : 比如销毁一个对象, 能减小内存占用

内存管理的管理范围
（1）任何继承了NSObject的对象
（2）对其他非对象类型无效(int、char、float、double、struct、enum等 )

只有OC对象才需要进行内存管理的根本原因：
OC对象存放于堆里面
非OC对象一般放在栈里面(栈内存会被系统自动回收)

六、MRC手动管理内存
Manual Reference Counting:(MRC)

1.引用计数器
（1）引用计数器表示有多少人正在使用这个对象。
（2）当没有任何人使用这个对象时, 系统才会回收这个对象, 也就是说当对象的引用计数器为0时,对象占用的内存就会被系统回收。
（3）如果对象的计数器不为0，那么在整个程序运行过程，它占用的内存就不可能被回收(除非整个程序已经退出 )
（4）任何一个对象, 刚生下来的时候, 引用计数器都为1
（5）当使用alloc、new或者copy（MutableCopy）创建一个对象时，对象的引用计数器默认就是1

2.引用计数器的操作
（1）给对象发送一条retain消息,可以使引用计数器值+1（retain方法返回对象本身）
（2）给对象发送一条release消息, 可以使引用计数器值-1
（3）给对象发送retainCount消息, 可以获得当前的引用计数器值（retainCount有时候会不准确，建议采用delloc方法来验证是否完全内存释放）
注意: release并不代表销毁\回收对象, 仅仅是计数器-1

3.dealloc方法
（1）当一个对象的引用计数器值为0时,这个对象即将被销毁，其占用的内存被系统回收。
（2）对象即将被销毁时系统会自动给对象发送一条dealloc消息 (因此, 从dealloc方法有没有被调用,就可以判断出对象是否被销毁)

dealloc方法的重写
一般会重写dealloc方法,在这里释放相关资源,dealloc就是对象的遗言
一旦重写了dealloc方法, 就必须调用[super dealloc],并且放在最后面调用

-（void）delloc{      [super delloc];}

4.使用注意
不能直接调用dealloc方法
一旦对象被回收了, 它占用的内存就不再可用,坚持使用会导致程序崩溃（野指针错误）.

5.内存管理规则
（1）谁创建谁release :
如果你通过alloc、new或[mutable]copy来创建一个对象，那么你必须调用release或autorelease
谁retain谁release:

（2）只要你调用了retain，就必须调用一次release

总结：
有加就有减
曾经让对象的计数器+1，就必须在最后让对象计数器-1，最后重写delloc方法来检查内存是否完全释放。

6.多对象内存管理
（1）多对象内存管理规则：
只要还有人在用某个对象，那么这个对象就不会被回收
只要你想用这个对象，就让对象的计数器+1
当你不再使用这个对象时，就让对象的计数器-1

（2）setter方法内存管理规则：
retain需要使用的对象
release之前的对象
只有传入的对象和之前的不同才需要release和retain

- (void)setRoom:(Room *)room{        // 避免过度释放（判断私有成员和局部成员是否相等）    if (room != _room)    {        // 对当前正在使用的车（旧车）做一次release        [_room release]；        // _room = nil;        // 对新车做一次retain操作         _room = [room retain];    }}

3.dealloc方法的内存管理规则

- (void)dealloc{    // 当人不在了，代表不用房间了    // 对房间做一次release操作    [_room release];    // 这样写逼格高一点  self.room = nil;    [super dealloc];}

7.@property参数

(1)控制set方法的内存管理
retain ： release旧值，retain新值（用于OC对象）
assign ： 直接赋值，不做任何内存管理(默认，用于非OC对象类型)
copy ： release旧值，copy新值（一般用于NSString *）

(2)控制需不需要生成set方法
readwrite ：同时生成set方法和get方法（默认）
readonly ：只会生成get方法

(3)多线程管理
atomic ：性能低（默认）
nonatomic ：性能高(iOS开发中都用这个属性)

(4)控制set方法和get方法的名称
setter ： 设置set方法的名称，一定有个冒号:
getter ： 设置get方法的名称
若有bool类型时最好修改getter方法为：（getter = isXXX）
注意: 不同类型的参数可以组合在一起使用

（5）循环引用
当使用@property属性声明两个对象时，如果同时使用retain，会到时相互引用，内存不会释放，解决办法是，一个用retain，一个用assign。

8.autoreleasepool 自动释放池
（1）在iOS程序运行过程中，会创建无数个池子。这些池子都是以栈结构存在（先进后出），当一个对象调用autorelease方法时，会将这个对象放到栈顶的释放池。

（2）autorelease是一种支持引用计数的内存管理方式,只要给对象发送一条autorelease消息,会将对象放到一个自动释放池中,当自动释放池被销毁时，会对池子里面的所有对象做一次release操作

注意
这里只是发送release消息,如果当时的引用计数(reference-counted)依然不为0,则该对象依然不会被释放。

（3）autorelease使用注意事项

• 并不是放到自动释放池代码中,都会自动加入到自动释放池
• 在自动释放池的外部发送autorelease 不会被加入到自动释放池中
  autorelease是一个方法,只有在自动释 放池中调用才有效。
• 如果写了autorelease就不要写release
• 只要在自动释放池中调用autorelease, 就会将对象放入自动释放池
• 自动释放池中不适宜放占用内存比较大的对象
• 不要连续调用autorelease,同时也不要把大量循环操作放到同一个 @autoreleasepool 之间

@autoreleasepool {// 创建对象时用autoreleasePerson *p  =[ [Person alloc]init]autorelease];}

// 类方法+(instancetype)person{return [[self alloc]init]autorelease];}

// 类工厂方法 +(instancetype)personWithAge:(int)age{ return [[[self alloc] initWithAge:age] autorelease];}

 -(void)dealloc{    NSLog(@"%s", __func__);    [super dealloc];}

七、ARC 自动引用计数管理内存
Automatic Reference Counting：（ARC）

自动引用计数,即ARC,可以说是WWDC2011和iOS5所引入 的最大的变革和最激动人心的变化。ARC是新的LLVM 3.0编译器的一项特性,使用ARC,可以说一 举解决了广大iOS开发者所憎恨的手动内存管理的麻烦。

1.ARC机制判断注意点及优点
ARC机制判断，ARC机制下有几个明显的标志:

• 不允许调用对象的release方法
• 再重写父类的dealloc方法时,不能再调用 [super dealloc];

ARC的注意点
- ARC是编译器特性，而不是运行时特性
- ARC不是其它语言中的垃圾回收,有着本质区别ARC的

优点
- 完全消除了手动管理内存的烦琐
- 基本上能够避免内存泄露有时还能更加快速，因为编译器还可以执行某些优化

2.强指针，弱指针
强指针
默认所有指针变量都是强指针
被__strong修饰的指针

 Person *p1 = [[Person alloc] init]; __strong  Person *p2 = [[Person alloc] init];

弱指针
被__weak修饰的指针

__weak  Person *p = [[Person alloc] init];

3.ARC下单对象内存管理
（1）局部变量释放对象随之被释放
（2）清空指针对象随之被释放
（3）默认清空所有指针都是强指针

弱指针需要明确说明 ：
注意: 千万不要使用弱指针保存新创建的对象

4.ARC下循环引用问题

与MRC一样，当两个对象相互引用时，会出现内存泄露的问题，解决办法是：一个用strong一个用weak。

5.ARC下@property参数

• strong: 用于OC对象, 相当于MRC中的retain
• weak: 用于OC对象, 相当于MRC中的assign
• assign: 用于基本数据类型, 跟MRC中的assign一样（默认值）

6.如何将MRC转换为ARC
在Xcode4.2 之前采用的时MRC内存管理机制，所以遇到MRC项目时可以采用Xcode里的小工具进行转换ARC，但是不敢保证百分之百成功，所以操作需谨慎。

具体操作如下：

·
·

如何进行ARC和MRC的混合使用：
转变为非ARC -fno-objc-arc
转变为ARC的, -f-objc-arc (不常用)

以上就是本人对Objective C内存管理的系统总结和分析，希望能为看到这篇文章的你有所帮助，另外，有需要资料的伙伴们，新浪微博私信➕关注极客James