iPhone内存管理详细解说(一)

iPhone内存管理详细解说系列转载来源：http://keywind.me/blog/2011/05/07/iphonenei-cun-guan-li-xiang-xi-jie-shuo-yi/ 感谢这位作者

做iPhone开发内存管理是避免不了的问题,而且Apple不对iOS进行垃圾回收机制肯定有他的原因.要想清楚了解内存管理,官方文档是最好的资源,于是把这几天看的Memory Management Programming Guide进行整理,一方面做记录,一方面供大家做参考,一些地方翻译的不好还请留言指出.

一:介绍

相对于Mac OS X v10.5+,iOS不支持垃圾回收机制; 相对于普通系统复杂的内存管理,cocoa定义了一些规则来使其变得简单.

二:内存管理规则

基本规则为: 你只能release或autorelease你拥有的object.这句话可具体为:

如果你调用一个方法,这个方法以alloc,new或copy开头;或者你发送一个retain消息,你就拥有这个object.
你可以使用release或者autorelease来放弃一个object的拥有权.

以下两条规则从上面那条延伸而来:

如果你想保存一个接收到的object作为你的实例变量的属性,你必须retain或copy它,通常你使用accessor方法来简化这一步
为了保证接收到的object在它被接收的方法内保持有效,并且安全地返回给这个方法的调用者,你可以使用retain和release或autorelease组合实现

三:object的拥有和丢弃

1.object的所有权政策

一个object可以有一个或更多的拥有者,只要这个object还有至少一个拥有者,它就不被销毁.Cocoa设定以下四条规则:

你拥有你创建的object,使用alloc,new或copy创建
你可以使用retain拥有一个object,来保证你还需要它存在
你必须放弃你不再需要的objects的所有权,使用release或autorelease
你不能尝试放弃你并没有所有权的object

例子:

{Thingamajig *myThingamajig = [[Thingamajig alloc] init];// ...NSArray *sprockets = [myThingamajig sprockets];// ...[myThingamajig release];
}

你用alloc创建myThingamejig,所以要用release释放,而sprockets并不是你创建的,所以不必释放.

2.内幕:retain counts

所有权政策的底层实现靠的是retain counts,每个object都有retain count. 创建一个object,retain count=1; retain这个object,retain count+1; release这个object,retain count-1; autorelease这个object,retain count在未来某个时候-1; 要注意的是,不要可以去查看retainCount的值来判断是否释放,只会误导你,没有意义.

3.Autorelease

Autorelease有Autorelease Pools实现,看例子:

– (NSArray *)sprockets {NSArray *array = [[NSArray alloc] initWithObjects:mainSprocket,auxiliarySprocket, nil];return [array autorelease];
}

这个是正确的写法,你alloc了array,但由于你要返回array给这个方法的调用者,所以不能马上释放,又不能不释放,所以有延迟的autorelease就成了最佳选择.而如果:

– (NSArray *)sprockets {NSArray *array = [[NSArray alloc] initWithObjects:mainSprocket,auxiliarySprocket, nil];return array;
}

由于array是局部变量,这样你就释放不掉它了.再看:

– (NSArray *)sprockets {NSArray *array = [[NSArray alloc] initWithObjects:mainSprocket,auxiliarySprocket, nil];[array release];return array; // array is invalid here
}

由于array已经被释放了,所以也就不能返回给这个方法的调用者了,再看:

– (NSArray *)sprockets {NSArray *array = [NSArray arrayWithObjects:mainSprocket,auxiliarySprocket, nil];return array;
}

你没有所有权,所以不要你释放.

4.共享的objects的有效性

共享的objects既要保证在调用的函数被保持有效,也要保证该函数在把objects return出去的时候因为release而变得无效了.简而言之就是保持objects在你需要的时候保持有效. 要注意两种意外:

(1)当一个object是从集合类(NAArray,NADictionary等等)中移除的:

heisenObject = [array objectAtIndex:n];
[array removeObjectAtIndex:n];
// heisenObject could now be invalid.

当一个object是从集合类中移除的,它就被发送一个release,如果集合类是它唯一的拥有者,那么这个object就被释放了.

(2)当一个object的父object被释放:

id parent = <#create a parent object#>;
// ...
heisenObject = [parent child] ;
[parent release]; // Or, for example: self.parent = nil;
// heisenObject could now be invalid.

当你从object1派生出object2,然后把object1释放,如果object1是object2唯一的拥有者,那么object2也将被释放为了防止以上两种情况发生,你可以retain一下使拥有拥有权,然后不再需要时释放,比如

heisenObject = [[array objectAtIndex:n] retain];
[array removeObjectAtIndex:n];
// use heisenObject.
[heisenObject release];

5.Accessor(存取器)方法

如果你的类的有一个实例变量是一个object,你需要保证这个object的任何属性在你这个使用这个object时没有被释放.因此需要声明拥有权. 比如你的object允许它的MainSprocket属性被设置,你可以这样实现:

– (void)setMainSprocket:(Sprocket *)newSprocket {[mainSprocket autorelease];mainSprocket = [newSprocket retain]; /* Claim the new Sprocket. */return;
}

需要把之前的mainSprocket先释放,值得注意的是,如果object1调用setMainSprocket,参数是object2的MainSprocket,也就是两者现在共享一个MainSprocket,此时如果object2的MainSprocket改变,object1的也跟着改变.如果你不想这样,你可以:

– (void)setMainSprocket:(Sprocket *)newSprocket {[mainSprocket autorelease];mainSprocket = [newSprocket copy]; /* Make a private copy. */return;
}

这还有个问题,由于以上两个方法都是把原先的MainSprocket给autorelease了,但如果前后两个sprocket是一样的,当这个sprocket被release了那么你再retain或者copy就错了,这时你可以:

– (void)setMainSprocket:(Sprocket *)newSprocket {if (mainSprocket != newSprocket) {[mainSprocket release];mainSprocket = [newSprocket retain]; /* Or copy, if appropriate. */}
}

6.释放object

当一个object的retain count等于0时,它的dealloc方法被调用,用来释放它占有的内存,和其他资源,包括其他实例变量或者说object的拥有权,比如以下的实现释放了mainSprocket和auxiliarySprocket的所有权:

- (void)dealloc {[mainSprocket release];[auxiliarySprocket release];[super dealloc];
}

7.引用的objects

一些方法指定一个object是以引用形式被返回的,(如ClassName * 或 id ),举一些例子:

 initWithContentsOfURL:options:error: (NSData)initWithContentsOfFile:encoding:error: (NSString)executeFetchRequest:error: (NSManagedObjectContext)

这是因为你没有所有权,所以不必释放,例如:

NSString *fileName = <#Get a file name#>;
NSError *error = nil;
NSString *string = [[NSString alloc] initWithContentsOfFile:fileNameencoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
if (string == nil) {// deal with error ...
}
// ...
[string release];

8.retain循环现象

先看图:

以上现象中Document创建一个Page,Page追踪它在哪个Document,如果Document去retain它的Page,而Page也去retain它所在的Document,那么我们知道两者成循环永远释放不掉. 此时解决办法是Document去retain它的page,而Page引用它所在的Document,这被称为”弱引用”.

9.弱引用

可以简单理解为强引用是拥有所有权,而弱引用没有.一些Cocoa典型的弱引用包括:table data sources, outline view items, notification observers, miscellaneous targets 和 delegates. 比如:NSTableView的object不会去retain它的data source,NSApplication不会去retain它的delegate. 你需要注意的是,发送消息给一个你只持有弱引用且已被销毁的object会使程序崩溃,一般条件下被弱引用的object在被销毁时需要通知弱引用的持有者,比如:当你在notification center注册一个object,notification center就持有这个object的弱引用以便notification到来时给它发送消息.此时如果这个object被销毁了,你就要在notification center注销以防止notification center给不存在的object发送消息.