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easn随笔录

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介绍下Objective-c在iOS平台的垃圾回收吧

在Xcode 4.2以前 是完全没有垃圾回收的 全部纯手动 主要就是通过一些函数来管理内存的
基本概念
Object-C 的内存管理基于引用计数(Reference Count)这种非常常用的技术。简单讲,如果要使用一个对象,并希望确保在使用期间对象不被释放,需要通过函数调用来取得“所有权”,使用结束后再调用函数释放“所有权”。“所有权”的获得和释放,对应引用计数的增加和减少,为正数时代表对象还有引用,为零时代表可以释放。
获得所有权的函数包括
alloc – 创建对象是调用alloc,为对象分配内存,对象引用计数加一。
copy – 拷贝一个对象,返回新对象,引用计数加一。
retain – 引用计数加一,获得对象的所有权。
释放所有权的函数包括
release – 引用计数减一,释放所有权。如果引用计数减到零,对象会被释放。
autorelease – 在未来某个时机释放。下面具体解释。
在某些情况下,并不想取得所有权,又不希望对象被释放。例如在一个函数中生成了一个新对象并返回,函数本身并不希望取得所有权,因为取得后再没有机会释放(除非创造出新的调用规则,而调用规则是一切混乱的开始),又不可能在函数内释放,可以借助autorelease 。所谓autorelease , 可以理解为把所有权交给一个外在的系统(这个系统实际上叫autorelease pool),由它来管理该对象的释放。通常认为交给 autorelease 的对象在当前event loop 中都是有效的。也可以自己创建NSAutoreleasePool 来控制autorelease的过程。

据苹果的人说,autorelease效率不高,所以能自己release的地方,尽量自己release,不要随便交给autorelease来处理。

规则

引用计数系统有自己的引用规则,遵守规则就可以少出错:
获得所有权的函数要和释放所有权的函数一一对应。
保证只有带alloc, copy, retain 字串的函数才会让调用者获得所有权,也就是引用计数加一。
在对象的 dealloc函数中释放对象所拥有的实例变量。
永远不要直接调用dealloc来释放对象,完全依赖引用计数来完成对象的释放。

有很多类都提供“便利构造函数(convenience constructors)”,它们创建对象但并不增加引用计数,意味着不需要调用release来释放所有权。很好辨认,它们的名字中不会有alloc和copy。

只要遵守这些规则,基本上可以消除所有Intrument可以发现的内存泄露问题。
容器

类似NSArray, NSDictionary, NSSet 等类,会在对象加入后引用计数加一获得所有权,在对象被移除或者整个容器对象被释放的时候释放容器内对象的所有权。类似的情况还有UIView对subview的所有权关系,UINavigationController对其栈上的controller的所有权关系等等。
其他所有权的产生

还有一些用法会让系统拥有对象的所有权。比如NSObject 的performSelector:withObject:afterDelay 。如果有必要,需要显示的调用cancelPreviousPerformRequestsWithTarget:selector:object: ,否则有可能产生内存泄露。

因这种原因产生的泄露因为并不违反任何规则,是Intrument所无法发现的。
循环引用

所有的引用计数系统,都存在循环应用的问题。例如下面的引用关系:
对象a创建并引用到了对象b.
对象b创建并引用到了对象c.
对象c创建并引用到了对象b.

这时候b和c的引用计数分别是2和1。当a不再使用b,调用release释放对b的所有权,因为c还引用了b,所以b的引用计数为1,b不会被释放。b不释放,c的引用计数就是1,c也不会被释放。从此,b和c永远留在内存中。

这种情况,必须打断循环引用,通过其他规则来维护引用关系。比如,我们常见的delegate往往是assign方式的属性而不是retain方式的属性,赋值不会增加引用计数,就是为了防止delegation两端产生不必要的循环引用。如果一个UITableViewController 对象a通过retain获取了UITableView对象b的所有权,这个UITableView对象b的delegate又是a, 如果这个delegate是retain方式的,那基本上就没有机会释放这两个对象了。自己在设计使用delegate模式时,也要注意这点。

我来回答下PHP的吧, 在5.3以前PHP采用经典的引用技术方法, 这种方法简单, 回收期分散, 不会造成程序的长时间挂起. 然而缺点就是不能解决循环引用. 这个问题对于PHP来说本身不是什么大问题, 因为经典的应用场景下, 一次请求结束以后, 所有属于这个请求的内存就会被释放. 但是随着PHP的应用场景越来越广, 一些后台脚本, 服务也开始需要用PHP来编写, 这样一来, PHP就需要解决循环引用问题.

在PHP5.3的时候, 引入了一套额外的垃圾回收算法: <Concurrent Cycle Collection
in Reference Counted Systems >

作为对引用计数的一个补充, 这套新的逻辑叫做zend_gc. 具体实现可以参看

Python的垃圾回收机制是通过引用计数来实现的。Python中所有的对象都有一个引用计数(Python源码中PyObject_HEAD宏里定义的ob_refcnt变量),每当有新的地方使用该对象就会增加它的引用计数(Python源码中的Py_XINCREF宏),反之则减少(Python源码中的Py_XDECREF宏),当引用计数减为0的时候会被销毁(不过相比释放该对象的内存空间,Python更多地采用把该对象的内存空间放到对应缓冲池中去的方法)。

JVM 最新一代的GC,Garbage First,
基本机制就是把堆划分为很多固定大小的region,每个region都有一个对应的remembered set结构,用来记录指向这个区域中的地址的其他区域的指针。 在垃圾回收时,选择记录最少的一个区域进行,按找这种方式选择出来的区域,通常是有用数据最少、垃圾最多的区域。将其中活跃的对象通过copy的方式复制到其他的区域中(准确说来会是old region,对于old region会有一定的几率进行回收)。这也就是“Garbage-first ”名称的由来。如此一来就可以以region为单位整区域回收内存(传统的GC是以单个对象内存为单位)。


C#中用到的标记-压缩算法,把可达的对象标记出来,然后回收不可达对象,最后进行内存压缩。缺点是垃圾回收的算法可能影响程序的性能。由于回收一部分对象比回收全部对象性能提高和越来的对象生存期就越长,所有C#采用了代的概念,既如果第0代足够用,就不用去管第1代的对象,只回收第0代的对象。

我来说一下Javascript的吧
在C和C++之类的语言,开发人员的一项基本任务就是手工跟踪内存使用情况,内存必须手动地被释放。
但在JS中,内存的分配及无用内存的回收实现了自动管理,这是JS的“垃圾收集”。Javascript的解释器可以检测到何时程序不再使用一个对象了。当它确定了一个对象时无用的时候(例如,程序中使用的变量再也无法引用这个对象了),它就知道不再需要这个对象,可以把它所占用的内存释放掉了。

见如下示例代码:
var s = "hello";
var u = s.toUpperCase();
s = u;

运行了这些代码之后,就不能再获得原始的字符串"hello",因为程序中没有变量再引用它了。系统检测到这一事实后,就会释放该字符串的存储空间以便这些空间可以被再利用。
垃圾收集是自动进行的,对程序员来说是不可见的。对于垃圾收集,唯一需要程序员做的就是相信它一定会起作用,程序员可以创建任何想要的无用对象,系统将会将它们都清除掉。

关于JS“垃圾收集”更详细的算法和介绍请参考《Javascript高级程序设计(第二版)》P69-P72

posted on 2012-01-16 14:33  easn  阅读(290)  评论(0编辑  收藏  举报