OC的内存管理(一)

在OC中当一个APP使用的内存超过20M,则系统会向该APP发送 Memory Warning消息,收到此消息后,需要回收一些不需要再继续使用的内存空间,比如回收一些不再使用的对象和变量等,否则程序会崩溃

OC内存管理的范围管理范围:　　

　　管理任何继承NSObject的对象,对其他的基本数据类型无效

　　本质原因是因为对象和其他数据类型在系统中的存储空间不一样,其它局部变量主要存放与栈中,而对象存储于堆中,当代码块结束时这个代码块中涉及的所有局部变量会被回收,指向对象的指针也被回收,此时对象已经没有指针指向,但依然存在于内存中,造成内存泄露

　　new创建在堆区,所以我们主要是对堆区内的内容进行管理

　

OC内存管理的原理

1)对象的所有权及引用计数
    对象所有权概念
        任何对象都可能拥有一个或多个所有者.只要一个对象至少还拥有一个所有者,它就会继续存在
　　Cocoa所有权策略
　　　　　任何自己创建的对象都归自己所有,可以使用名字以"alloc"或"new"开头或名字中包含"copy"的方法创建对象,可以使用retain来获得一个对象的所有权
2)对象的引用计数器
　　　　  每个OC对象都有自己的计数器,是一个整数表示对象被引用的次数,即现在有多少东西在没用这个对象.对象刚被创建时,默认计数器值为1,当计数器的值变为0时,则对象销毁.

　　在每个OC对象内部,都专门有4个字节的存储空间来存储引用计数器.retainCount
3）引用计数器的作用
  判断对象要不要回收的唯一依据(存在一种例外:对象值为nil时,引用计数为0,但不回收空间)就是计数器是否为0,若不为0则存在
4)对引用计数器的操作
　　给对象发送消息,进行相应的计数器操作.
   retain消息:使计数器+1,该方法返回对象本身
　　release消息；使计数器-1(并不代表释放对象)
　　retainCount消息,获得对象当前的引用计数器  使用%ld / %tu打印
5)对象的销毁
　　当一个对象的引用计数器为0时,那么它将被销毁,其占用的内存被系统回收.
   当对象被销毁时,系统会自动向对象发送一条dealloc消息,一般会重写dealloc方法,在这里释放相关的资源,dealloc就像是对象的"临终遗言"。
　　一旦重写了dealloc方法就必须调用[super dealloc]，并且放在代码块的最后调用(不能直接调用dealloc方法).一旦对象被回收了,那么他所占用的存储空间就不再可用,坚持使用会导致崩溃(野指针错误)

注意:
　　1)如果对象的计数器不为0,那么在整个程序运行过程,它占用的内存就补可能被回收(除非整个程序已经退出)
　　2)任何一个对象,刚生下来的时候,引用计数器都为1.(对象一旦创建好,默认引用计数器就是1)
　　3)当使用alloc、new 或者 copy 创建一个对象时,对象的引用计数器默认就是1

三种内存管理方式:

　　MannulReference Counting(MRC,手动管理,在开发 ios4.1之前的版本的项目时我们要自己负责使用引用计数来管理内存,比如要手动retain、release、autorelease 等,而在其后的版本可以使用 ARC ,让系统自己管理内存
 　 automatic reference counting(ARC,自动引用计数,ios4.1之后推出的);
　　garbage collection(垃圾回收).iso不支持垃圾回收;

其中,ARC作为苹果新提供的计数,苹果推荐开发者使用ARC技术来管理内存;

手动管理内存快速入门

1.关闭ARC的方法(其中之一) (OC项目创建完成以后默认的是ARC机制,我们要使用MRC就需要关闭ARC）
　　.设置项目信息
　　.项目--->bulid setting ->basic  levels --->搜索auto --->ARC的选项改为NO

2.判断对象是否需要回收
    使用引用计数器 > 0 不需要回收 否则回收
3.重写dealloc方法
　　注意:
　　　　　dealloc 方法中必须调用[super dealloc];

 4.让引用计数变化
　　　1)使用 release 可以让引用计数-1;
　　　2）使用retain 可以让引用计数器+1；
 5.内存管理
　　 一般来说,对象的引用计数要进行"平衡"
　　 retain +new = release 次数
例如:
　　Person *p =[Person new];
　　NSLog(@"p retainCount =%tu:,[p retainCount]);
　　[p run];

　　[p retain];
    //如果想回收,应该让retainCount =0
　　[p release];
　　NSLog(@"p retainCount =%tu:,[p retainCount]);
　　[p release];

重写dealloc 方法,代码规范

1)一定要[super dealloc] ,而且要放到最后,意义是:先释放子类占用的空间在释放父类占用的空间
2)对self(当前)所拥有的其他对象做一次release操作
　　-(void)dealloc{
　　　　[_car release];
　　　　[super dealloc];
　　}

注意:
　　1）永远不要直接通过对象调用dealloc方法(实际上调用并不会出错)
　　　　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)为了防止调用出错,可以将"野指针"指向nil(0)

　　

内存管理的原则

1)原则
　　只要还有人在使用某个对象,那么这个对象就不会被回收；
　　只要你想使用这个对象,那么就应该让这个对象的引用计数器 +1;
    当你不想使用这个对象时,应该让对象的引用计数器为0；
2)谁创建,谁release
　　如果你通过alloc new  copy 来创建了一个对象,那么你就必须调用release或者autorelease方法
　　不是你创建的就不用你去负责
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
4)总结
　　有始有终,有加就应该有减。曾经让某个对象计数器加1,就应该让其在最后-1

内存管理研究内容

1)野指针(僵尸对象)
2)内存泄露

　　

单个对象的野指针问题

例如:
　　//如果对象被释放了,此时还能不能再继续使用对象
　　Person *p =[Person new];// retainCount =1
　　[p run];
　　//谁创建谁释放
　　[p release];

　　//当 p 被release 之后,p就是一个野指针了
　　//当p 没有被改变或其他引用时,是可以访问到原来的空间的
　　//另:内存释放,是将地址的引用释放出来,电脑的删除事实上都是覆盖操作
　　//那么当p成为野指针后,如何让程序报错,不运行呢?可以开启Xcode中的野指针检测
　　//在 edit scheme --->Diagnostics--->Objective Enable Zombie Objects 选中就可以了
　　[p run];// 能运行吗？有可能会运行
　　//不能使用 [p retain]让僵尸对象起死复生

　　//另:空指针:没有指向任何东西的指针,给空指针发送信息不会报错
　　关于nil 和 Nil 及 NULL的区别

　　nil: A null pointer to an Objective-C object.(#define nil((id)0))
　　nil 是一个对象值
　　Nil: A null pointer to an Objectve-C class.
　　NULL : A null pointer to anything else(#define NULL((void*)0))
　　NULL 是一个通用指针(泛型指针)
　　NSNull :A class defines a singleton object used to represent null values in collection objects(which don't allow nil values).
　　[NSNull null]:The singleton instance of NSNull
　　[NSNull null]是一个对象,它用在不能使用nil的场合

　　

避免使用僵尸对象的方法

为了防止不小心调用了僵尸对象,可以将对象赋值nil(对象的空值)
p=nil;//给p对象赋值 赋值空 ,p =nil后 [p retain],相当于[nil retain],不会报错,但是应避免使用僵尸对象

对象的内存泄露

1)retain和release个数不匹配,导致内存泄露

　　Car *car =[[Car alloc]init];//1
　　[car retain];//2
　　[car retain];//3
　　[car retain];//4
　　
　　[car release];//release 让 retainCount-1

　　NSLog(@"%ld",car.retainCount);

2）对象使用过程中被赋值了nil，导致内存泄露
　　
　　Car *car =[[Car alloc]init];//1
　　[car retain];//2
　　[car retain];//3
　　[car retain];//4

　　car =nil;//car指向了 空
　　
　　//释放对象的空间
　　[car release];  //[nil release];

 3)在方法中不当的使用了retain
　　-(void)start:(Car *)car;

　　-(void)start:(Car *)car{
　　　　[car retain];
　　}

多个对象的内存管理

set方法的写法(3)
1）基本数据类型:直接复制
　-(void) setAge:(int)age{
　　　　_age=age;
　　}
2)OC对象类型
-(void)setCar:(Car*) car{
　　//判断_car存放的是否是 形参对象,如果不是,则执行[_car realease];
　　if(_car !=car ){
　　　　[_car release];//先释放上一个对象,(注意第一次是nil发送release消息)
　　　　_car = [car retain];
　　}
}

循环retain的问题

ClassA.h:

    #import <Foundation/Foundation.h>
    @class ClassB;
    @interface ClassA : NSObject

    @property(nonatomic,retain) ClassB *b;
    @end

ClassA.m:

    #import "Class A.h"
    #import "ClassB.h"
    @implementation ClassA

    -(void)dealloc{
        NSLog(@"a释放了");
        [_b release];
         [super dealloc];
    }
    @end

ClassB.h:

    #import <Foundation/Foundation.h>
    @class ClassA;
    @interface ClassB : NSObject
    @property(nonatomic,retain) ClassA *a;
    @end

ClassB.m:
    #import "ClassB.h"
    #import "Class A.h"
    @implementation ClassB
    -(void)dealloc{
            NSLog(@"b释放了");
        [_a release];
        [super dealloc];
    }
    @end

main.m:
    #import <Foundation/Foundation.h>
    #import "Class A.h"
    #import "ClassB.h"
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        @autoreleasepool {
            ClassA *classa =[[ClassA alloc]init];
            ClassB *classb =[[ClassB alloc]init];
        
            classa.b=classb;//加上这两段代码,下面的就释放不掉了
            classb.a=classa;
        
            [classb release]; 
            [classa release];
　　　　　　　　
　　　　　　　　//循环retain的解决方法 1)
　　　　　　　　//让其中一个在释放依次
　　　　　　　　[classb release]; //在写一次 
　　　　　　　　//第二种解决方法
　　　　　　　　//@property（nonatomic,retain)的时候让一个对象 使用retain 另外一个对象使用assing

        }
        return 0;
    }

NSString类的内存管理问题

1.多个对象内存泄露问题
     1----->NSString *str=[[NSString alloc]initWithString:@"ABC"];
     2----->str=@"123";
     3----->[str release];
     4----->NSLog(@"%@",str);

    首先,咱们先对这段代码进行分析.
        第一行: 声明了一个NSString类型的实例 str，并将其初始化init后赋值为@"ABC"
    
         第二行:将str的指针指向了一个常量@"123"。理论上讲在第一行初始化的@"ABC"没有任何指针指向了.所以造成了内存泄露
         第三行:将str的引用计数-1
         第四行: 输入str的值 为123
         首先回答为什么不会崩溃,因为第三行的release 实际上是release了一个常量@"123",而作为常量其默认的引用计数值是很大的(100K+)
        可尝试下输出:
            NSLog(@"retainCount = %tu",[@"123" retainCount]);
          最终的输出值会是一个很大很大的数。所以单单一个release是不会将其释放掉的.
    然后在回答这样会不会造成内存泄露
           理论上讲,是会发生的,但是实际上,Objective-C对NSString类型有特殊照顾,所有的NSString的引用计数器默认初始值都会非常大
           查阅了一下官方的文档,第一句就是"Do not use this method" 后面给出了说明,因为Autorelease pool的存在,对于内存的管理会相当复杂,retainCount就不能用作调试内存时的依据了,这样对于第一段的结果就可以理解了,可能系统对于这一个特殊的对象有特殊的处理(没准framework里面有早就创建了这个对象了),于是我们拿到了一个非常出人意料的结果

2.危险地用法

while([a retainCount]>0){
      [a release];  
}

autorelease基本使用

自动释放池
　　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(先进后出)存在的
　　当一个对象调用autorelease时,会将这个对象放到位于栈顶得释放池中


2. 自动释放池的创建方式

　　　　//IOS5.0以前的创建方式
　　　　　　NSAutoreleasePool *pool=[[NSAutoreleasePool alloc]init];
　　　　　　..........
　　　　　　[pool release];//[pool drain]；用于mac
　　　　//IOSCO.0以后
　　　　　　@autoreleasepool
　　　　　　{//开始代表创建自动释放池
　　　　　　　　..........
　　　　　　}//结束代表销毁自动释放池

autorelease
　　
　　　　是一种支持引用计数的内存管理方式
　　　　它可以暂时的保存某个对象(object),然后在内存池自己排干(drain)的时候对其中的每个对象发送release消息
　　　　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,可以用该方法来保存某个对象,也要注意保存之后要释放该对象

为什么会有autorelease

OC的内存管理机制中比较重要的一条规律是:谁申请,谁释放
考虑这种情况,如果一个方法需要返回一个新建的对象,该对象如何释放?
方法内部是不会写release来释放对象的,因为这样做会将对象立即释放而返回一个空对象,调用者也不会主动释放该对象的,因为调用者遵循"谁申请,谁释放"的原则.那么这个时候,就发生了内存泄露

不使用autorelease存在的问题
针对这种情况,Objective-C的设计了autorelease,既能确保对象能正确释放,又能返回有效的对象

使用autorelease的好处
    1)不需要再关心对象释放的时间
    2)不需要再关心什么时候调用release

autorelease基本用法

基本用法:
    1)会将对象放到一个自动释放池中
    2)当自动释放池被销毁时,会对池子里地所有对象做一次release
    3)会返回对象本身
    4)调用完autorelease方法后,对象的计数器不受影响(销毁时影响)

在autorelease的模式下,下述方法是合理地,即可以正确返回结果,也不会造成内存泄露
    ClassA *Funcl(){
          ClassA *obj = [[[ClassA alloc]init]autorelease];
           return obj;
    }        

autorelease是什么原理

autorelease实际上只是把对release的调用延迟了,对于每一个autorelease，系统只是把该Object放入了当前的autorelease pool中,当该pool被释放时,该pool的所有Object会调用Release

autorelease何时释放

对于autorelease pool本身,会在如下两个条件发生时候被释放(详细信息参见第五条)
    1)手动释放autorelease pool
    2)Runloop结束后自动释放
    对于autorelease pool内部的对象
    在引用计数的retain ==0 的时候释放,release和autorelease pool的drain都会触发retain --事件
    

autorelease释放的具体原理是什么?

要搞懂具体原理，则先要搞清楚autorelease何时会创建.
我们的程序在main()调用的时候会自动调用一个autorelease,然后在每一个Runloop，系统会隐式创建一个autorelease pool，这样所有的release pool会构成一个象CallStack一样的一个栈式结构,在每一个Runloop结束时,当前栈顶得autorelease pool(main()里的autorelease)会被销毁,这样这个pool里的每一个Object会被release
可以把autorelease pool理解成一个类似父类与子类的关系,main()创建了父类,每个Runloop自动生成的或者开发者自定义的autorelease pool都会成为该父类的子类。当父类被释放的时候,没有被释放的子类也会被释放,这样所有子类中的对象也会收到release消息
那什么是一个Runloop呢?一个UI事件,Timer call,delegate call,一个鼠标事件,键盘按下(MAC OSX)，或者iphone上得触摸事件,异步http链接后当接受完数据时,都会是一个新的Runloop。
一般来说,信息循环运行一次是毫秒级甚至微秒级的,因此autorelease的效率仍然是非常高的,确实是一个巧妙地设计

 autorelease注意及错误用法

1.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
    需要 [p autorelease];才会加入到释放池中
2.如果调用autorelease 这个代码没有放到自动释放池中,那也无法调用
3.不管这个对象是在自动释放池内还是外部创建的,只要在自动释放池内写一个 [ p1 autorelease]； pl都会被放到自动释放池中,注意autorelease是一个方法,且只有在自动释放池中使用才有效.

autorelease的应用场景

经常用来在类方法中快速创建一个对象
person.h 
    +(Person * )person;//声明方法

person.m
    -(Person *)person{
    
          return [[[Person alloc] init] autorelease];  
    }    

完善快速创建对象的方法

如果定义一个学生类Student ,继承自Person
此时还能使用快速创建对象的方法吗?
+(instancetype)person{   //这里要用instancetype 而不是id ,instancetype会自动检测两边类型是否一致,如果使用id 即使 NSString *str=[Student person];编译时也不会报错
       return [[[self alloc] init] autorelease];//self指代的是方法的调用者  
}