oc 内存管理
iPhone/Mac Objective-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。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,[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,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[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 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 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 ip hone 项目时,xcode 会自动帮你写好。autorelease pool 的真名是 NSAutorele asePool。
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 coun t = 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,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 co unt 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 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 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 poo l, 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 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
补充:移动开发 , IOS ,