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iPhone/Mac Objective-C内存管理原理
阅读量:6897 次
发布时间:2019-06-27

本文共 4486 字,大约阅读时间需要 14 分钟。

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。我在这里总结了自己对objective-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,[obj1 dealloc]已经销毁这个对象了,不能再调用[obj2 hello]和[obj2 dealloc]。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retain count)。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,retain count = 0,dealloc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?

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retain。

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[obj2 release],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autorelease pool(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。(autorelease pool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 count = 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 count 
=
 
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 autorelease pool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 autorelease pool不是天生的,需要手动创立。只不过在新建一个iphone项目时,xcode会自动帮你写好。autorelease pool的真名是NSAutoreleasePool。

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

  6.2 NSAutoreleasePool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 count = 1,把此对象加入autorelease pool中

  6.3 NSAutoreleasePool自身在销毁的时候,会遍历一遍这个数组,release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autorelease pool,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
++
 )
    [NSString stringWithFormat:@
"
1234567890
"
];
//
产生的对象是autorelease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autorelease pool。在需要大量创建局部变量的时候,可以创建内嵌的autorelease pool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autorelease pool, 请参见第四章)

int
 main (
int
 argc, 
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
++
 )
    [NSString stringWithFormat:@
"
1234567890
"
];
//
产生的对象是autorelease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)

本文转自 wws5201985 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/wws5201985/736043,如需转载请自行联系原作者
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