Objective-C-内存管理（上）学习笔记

一.开篇之初

内存管理解决的问题就是：

1）防止野指针的生成（野指针：指向变量的指针还存在，但是所指向的内存已经被释放，此时的指针就变成了野指针 – 没有指向 “ 内容 ” 的指针）

2）防止出现内存泄漏（内存泄漏：指向内存空间的指针已经被释放，但是该指针指向的内存空间还在内存中存在（被占用） – 没有 “ 地址 ” 的内存）

3）合理使用内存，防止有限内存的大量消耗
Objective-C 的内存管理有三种，其中 iOS 中能用的，就是 MRC（手动引用计数）和 ARC（自动引用计数，官方推荐使用）；而另外一个垃圾回收机制，只能用在 OS X 系统中。
内存管理管理的范围是，Objective-C 对象（基本数据类型由系统自动管理）。
MRC 是基于引用计数的内存管理，是否释放内存取决于引用计数是否为 0；但注意，真正要研究并不是引用计数，而是对象是否被持有的问题。
ARC 是基于自动引用计数的内存管理，是否释放内存取决于对象是否还有强引用指向；真正研究的是，对象的所有权问题。（所有权的概念是 ARC 中引入的）

二.内存管理的思考方式

引自：《Objective-C高级编程 iOS与OS X多线程和内存管理》

自己生成的对象，自己所持有
非自己生成的对象，自己也能持有
自己持有的对象不再需要时释放
非自己持有的对象无法释放

换个方式来解读：

自己申请的内存，自己所掌管（拥有）
不是自己申请的内存，自己也可以掌管（拥有）
自己掌管（拥有）的内存不再需要时就释放（free）
不是自己掌管（拥有）的内存，无法释放(free)

三.MRC（Manual Reference Counting）内存管理

–> 小小结 <–

MRC模式下对象什么时候被销毁？引用计数值为0的时候。
MRC使用的管理内存的基本方法和属性：
- 四个方法 –> retain/release/dealloc/autorelease/
- 一个属性 –> retainCount（记录引用计数值）

<—-均定义在 NSObject.h 中—->

//define OBJC_ARC_UNAVAILABLE __attribute__((unavailable("not available in automatic reference counting mode")))
- (instancetype)retain OBJC_ARC_UNAVAILABLE;
- (oneway void)release OBJC_ARC_UNAVAILABLE;
- (instancetype)autorelease OBJC_ARC_UNAVAILABLE;
- (NSUInteger)retainCount OBJC_ARC_UNAVAILABLE;
- (struct _NSZone *)zone OBJC_ARC_UNAVAILABLE;

谁 retain，谁 release
retain 既是把 retainCount 值加 1； release 既是把 retainCount 值减 1
dealloc 只有在 retainCount = 0 的时候，由系统自动调用
autorelease 是把对象加进自动释放池中，由系统自动为池中的对象发送 release 消息

问题 1：什么是引用计数（Reference Counting）？
引用计数 ?

这里的“计数”表明必然会有一个东西（变量）来记录引用的变化，而在 OC 里这个变量就是 retainCount；那么还有一个问题就是通过什么方式来操作这个变量，OC 里就是 retain（引用次数加 1），release（引用计数减 1 ）方法。

引用计数：就是分配的 内存区块 被 多少个 OC对象所持有（掌管；保持且拥有），间接表示就是retainCount值的大小。

注：对象，指人可以识别的东西，具备属性、收发信息、处理信息；而从系统的角度看，操作对象就是操作一块内存。（可能不是很准确……）

问题 2 ：引用计数如何管理OC对象？
首先明确，引用计数的变化是被持有者的变化。
那么问题就是怎样持有对象（持有内存）?
持有：就是可以访问内存，且可以进行读写操作，而一般是通过内存的首地址进行内存的访问，就是指针访问。
而OC中一般用来分配内存的的函数是alloc/new/copy/mutablecopy(当然还有clloc...等等)，它们返回的都是指针，就是使用他们来 生成对象并持有对象的。
问题 3：持有？释放？销毁？对象… , 请看下表：

OC操作方法	对象的操作	retainCount
alloc/new/copy/mutablecopy 等	生成并持有对象	1？
retain	持有对象	+1
release	释放对象	-1
dealloc	销毁对象	此时该值没有意义
autorelease	在自动释放池结束时，为里面的对象发送一条 release 消息	(all object) -1

上面涉及的方法定义如下（NSOject.h）：

//define OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE(_msg) __attribute__((availability(swift, unavailable, message=_msg)))
+ (instancetype)new OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE("use object initializers instead");
+ (instancetype)alloc OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE("use object initializers instead");
- (void)dealloc OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE("use 'deinit' to define a de-initializer");

- (id)copy;
- (id)mutableCopy;

问题 4：什么是自动释放池？
自动释放池：在自动释放池结束时，系统自动为里面的对象发送一条 release 消息（when the pool itself is drained）
要使用自动释放池就要使用 NSAutoreleasePool 对象

NSAutoreleasePool

NSAutoreleasePool 它的方法

使用方法：
创建一个NSAutoreleasePool对象
NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
添加要释放的对象进NSAutoreleasePool对象中
id obj = [NSString alloc] initWithstring:@"objective-c pool"];
[obj autorelease];或[pool addObject:obj]; — 1
释放NSAutoreleasePool对象
[pool drain];等同于[pool release]; — 2

注意：
1 –> 建议使用autorelease方法，因为后面的方法会导致同一个对象被多次加入自动释放池中。

2 –> 虽然两个方法效果等同，但还是建议使用自动释放池专门的drain方法。

补充autorelease方法:

问题 5：MRC下如何防止野指针访问?
野指针访问：指向的内存空间已经被释放了，但是指针还指向着已经被释放的内存，此时的指针就是野指针。
访问了不存在的内存，当然会引起程序崩溃
修改Xcode工程为MRC模式

开启对应 targets 的僵尸对象检测，详细步骤如下：

勾选僵尸对象检测

情况 1：过快释放了对象（不要理retaiinCount把注意力放在对象被持有的个数上）
retainCount 的补充：
程序代码和运行结果

tesh.m

main.m

指向异常的代码

问题 6：MRC 下如何防止内存泄漏？
自己生成的对象，自己所持有
非自己生成的对象，自己也能持有
自己持有的对象不再需要时释放
非自己持有的对象无法释放

补充：

持有对象

运行结果

疑问：mArrayCopy的retainCount是2 ?被持有者有两个？

再来一次release

从这里就可以证明了，cope出来的新对象只是被mArrayCopy自己所持有而已，所以当release一次的时候对象已经被释放了，如果再release就是野指针访问了（注：直接看持有者有多少）。

代码：

    /**
     *  alloc就是分配内存的意思，返回了一个指向内存首地址的指针
     */
    NSMutableArray *mArrayAlloc = [[NSMutableArray alloc] init];  // mArrayAlloc 持有对象
    /**
     *  new 就相当于alloc+init,但是new有可能会返回同一个对象，所以并不建议使用
     */
    NSMutableArray *mArrayNew = [NSMutableArray new];   // mArrayNew 持有对象

    /**
     *  copy是一个实例方法，具体如下：
     *  - (id)copy
     *  Returns the object returned by copyWithZone:.
     *  - (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
     *  Returns a new instance that’s a copy of the receiver.
     *  ---new instance 就表明了创建了一个新的内存，并返回首地址（id 相当于 void *）
     */
    NSMutableArray *mArrayCopy = [mArrayAlloc copy];   //mArrayCopy 持有了对象

    /**
     *  Returns the object returned by mutableCopyWithZone:.
     *  - (id)mutableCopy
     *  - (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone
     *  Returns a new instance that’s a mutable copy of the receiver.
     *  ---new instance 就表明了创建了一个新的内存，并返回首地址（id 相当于 void *）
     */
    NSMutableArray *mArrayMutablecopy = [mArrayNew mutableCopy];//mArrayMutablecopy 持有了对象