OC语言--内存管理
1.内存管理原理的介绍
1.1C的内存管理
char *p = (char *)malloc(100*sizeof (char));
这是C的动态内存分配，我们手动跟系统申请了100个字节的内存；或者说系统在堆里开辟了100个字节的空间，并将这个空间的首地址返回给指针变量p。
strcpy(p,"Hello World!");
将字符串拷贝给指针变量p指向的内存空间。
puts(p);
将p指针指向的内存空间里的字符串打印出来。
free(p);
使用完成后，手动跟系统释放内存空间；或者说系统回收空间。如上就是C里简单的内存管理。
C的内存管理，我们手动申请，手动释放。
这样来看，我们只需要注意两个问题就好了：
1，申请内存，使用完成后需要释放，如果不释放会造成内存泄漏。
2，不能多次释放，如果多次释放，则会崩溃。
但是，如果项目比较复杂，需要有几十上百号人一起分工完成，就很容易出现问题。
比方说我们开辟了一块内存空间，里面存放了一块很有用的数据。但是，这个数据不只有我在这一块代码里用，甚至有多个人，在程序的多个地方使用。这样造成的结果就是，就算我使用完成这块内存，我也不能去释放他，因为我不能确定，别人在别的地方是否还需要使用这块内存。内存泄露在所难免了。
2.OC的内存管理方式:引用计数
2.1引用计数
对于一块动态申请的内存，有一个人（指针）使用，就给这个内存的计数器(该计数器在该对象中)加1，使用完成后，就给这个计数器减1，当这个内存的引用计数为0了，我们则释放他，这样，上面的问题就解决了。OC，就是使用引用计数这种方式来管理内存的。
2.2内存管理的黄金法则
对于引用计数来说，有一套内存管理的黄金法则:
The basic rule to apply is everything that increases the reference counterwith alloc, [mutable]copy[withZone:] or retain is in charge of the corresponding [auto]release.
如果对一个对象使用了alloc、[mutable]copy、retain，那么你必须使用相应的release或者autorelease。
通俗一点的说法就是谁污染谁治理。
2.3MRC和ARC
ARC Automatic Reference Counting，自动引用计数，由xcode，帮我们去管理内存。
MRC Manual Reference Counting，手动引用计数，由我们手动管理内存。
但就目前来看，很多公司还是使用MRC.
2.4 如何将工程改为MRC
xcode5，工程创建的时候是ARC的，我们如果想要MRC，需要进行如下设置。
选中工程 - >target - >Bulid Settings - >搜索：automatic reference counting或auto，将Objective-C Automatic Reference Counting改为NO。
3.手动内存管理的操作(MRC)
3.1alloc与release
创建一个新的工程，先别将内存管理改为手动
创建一个Dog类
@interface Dog : NSObject
@end
@implementation Dog
- (void)dealloc
{
NSLog(@"dog dealloc");
[super dealloc];
}
@end
dealloc里的析构函数，当对象销毁的时候，会自动调用这个方法，我们在这里重写这个方法。
在main函数里，写入如下代码：
int main(int argc, const char * argv[])
{
@autoreleasepool {
Dog *dog = [[Dog alloc] init];
}
NSLog(@"程序即将退出");
return 0;
}
从终端打印信息来看，程序即将退出这条打印之前，已经打印dog dealloc，也就是说在程序运行结束前，dog对象已经销毁了。这个是ARC，由xcode帮我们管理dog对象。
将ARC改为MRC，再执行程序，dog对象并没有销毁，因为我们现在是手动管理了，我们需要遵守内存管理的黄金法则;Dog *dog = [[Dog alloc] init]; 我们需要对dog进行release。
将main函数代码改为如下形式：
int main(int argc, const char * argv[])
{
@autoreleasepool {
Dog *dog = [[Dog alloc] init];
[dog release];
}
NSLog(@"程序即将退出");
return 0;
}
再次执行程序，从打印可以看出，dog对象已经销毁。这就是黄金法则，我们对dog进行alloc，就要对dog进行release。
注意，release 并不是销毁对象，而是让对象的引用计数减1，当对象的引用计数快为0的时候，自动调用dealloc方法并销毁对象。
3.2 retain与retainCount
retain，将对象进项保留操作，也就是使对象的引用计数加1。
retainCount，打印一个对象的引用计数。
将main函数代码改为如下形式：
int main(int argc, const char * argv[])
{
@autoreleasepool {
Dog *dog = [[Dog alloc] init];
//此时打印的结果，retainCount值为1，
//也就是我们alloc，创建dog对象时，对象的引用计数为1
NSLog(@"dog retainCount = %lu",[dog retainCount]);
//dog1指针要使用（引用）dog对象，
//此时，为避免dog对象进行release，
//使得引用计数减1变为0，销毁对象，
//我们进行了retain操作。
Dog *dog1 = [dog retain];
//此时打印的结果，retainCount值为2
NSLog(@"dog retainCount = %lu",[dog retainCount]);
Dog *dog2 = [dog retain];
//此时打印的结果，dog,dog1,dog2,retainCount值都为3，
//因为这三个指针指向同一个对象。
NSLog(@"dog retainCount = %lu",[dog retainCount]);
NSLog(@"dog1 retainCount = %lu",[dog1 retainCount]);
NSLog(@"dog2 retainCount = %lu",[dog2 retainCount]);
//release 并不是销毁对象，让对象的引用计数减1
[dog release];
//此时打印的结果，dog,dog1,dog2,retainCount值都为2，
//虽然dog执行了release，但dog指针还是指向那个对象。
//此时dog对对象只有使用权，而没有拥有权。
NSLog(@"dog retainCount = %lu",[dog retainCount]);
NSLog(@"dog1 retainCount = %lu",[dog1 retainCount]);
NSLog(@"dog2 retainCount = %lu",[dog2 retainCount]);
[dog1 release];
[dog2 release];
//执行完上面两句话的时候，dog对象就销毁了。
//虽然这里我们可以写两句[dog release];
//也能达到同样的效果，但是，务必不要这样写，
//我们要遵守内存管理的黄金法则：
Dog *dog = [[Dog alloc] init]; // 这是对dog指针进行alloc，需要对应[dog release];
Dog *dog1 = [dog retain]; //这是对dog1指针进行retain，需要对应[dog1 retain];
//这时候打印dog的retainCount是错误的用法!!
//因为对象已经销毁了!! 对一个已经销毁的对象发送消息是逻辑错误的!
//会造成程序的崩溃，
//因为dog对象已经销毁了，没法调用dog对象的方法。
//注意，如果上面不加两行打印的话，可能不会崩溃。
NSLog(@"dog retainCount = %lu",[dog retainCount]);
}
NSLog(@"程序即将退出");
return 0;
}
3.3 类的复合中使用
在上面代码中，增加Person类
@interface Person : NSObject {
// 一个人，养了一条狗
Dog *_dog;
}
- (void)setDog:(Dog *)dog;
- (Dog *)dog;
@end
setDog方法形式:
@implementation Person
/* 人并没有真正持有狗，
如果在main函数里[dog release]，让dog的引用计数减1，就变为0，
dog就销毁了。
- (void)setDog:(Dog *)dog
{
_dog = dog;
}
*/
/* 如果人再持有别的狗，
就会造成第一条狗得不到释放，内存泄露。
- (void)setDog:(Dog *)dog
{
_dog = [dog retain];
}
*/
/* 如果本来持有一条狗，又重新设置这条狗，先进行release，
这个时候，很可能dog就销毁了，然后，就没法再次retain了。
- (void)setDog:(Dog *)dog
{
[_dog release];
_dog = [dog retain];
}
*/
// 标准写法
- (void)setDog:(Dog *)dog
{
if (_dog != dog) {
[_dog release];
_dog = [dog retain];
}
}
- (Dog *)dog
{
return _dog;
}
- (void)dealloc
{
NSLog(@"person dealloc");
// 人在销毁的时候，一并将持有的dog对象销毁
[_dog release];
[super dealloc];
}
@end
错误方法分析:
//第一个setDog:方法对应的错误
Dog *xiaoBai = [[Dog alloc] init];
Person *xiaoXin = [[Person alloc] init];
[xiaoXin setDog:xiaoBai];
//引用计数为1
NSLog(@"count = %lu",xiaoBai.retainCount);
[xiaoBai release];
//此时狗已经销毁了，因此，xiaoXin需要持有这条狗。
[xiaoXin release];
// 第二个setDog:方法对应的错误
Dog *xiaoBai = [[Dog alloc] init];
Person *xiaoXin = [[Person alloc] init];
[xiaoXin setDog:xiaoBai];
//引用计数为2
NSLog(@"count = %lu",xiaoBai.retainCount);
[xiaoBai release];
Dog *xiaoHei = [[Dog alloc] init];
[xiaoXin setDog:xiaoHei];
[xiaoHei release];
[xiaoXin release];
//此时xiaoBai这条狗没有释放
//第三个setDog:方法对应的错误
Dog *xiaoBai = [[Dog alloc] init];
Person *xiaoXin = [[Person alloc] init];
[xiaoXin setDog:xiaoBai];
//引用计数为2
NSLog(@"count = %lu",xiaoBai.retainCount);
[xiaoBai release];
//这样设置是不对的，因为在setDog:里，将dog进行release的时候，
//引用计数为0，dog就销毁了，无法再retain了。
[xiaoXin setDog:xiaoBai];
[xiaoXin release];
//另外，这里还要说明，类里，类外，都需要遵守内存管理。
3.4 @property retain，assign，copy展开
i.) retain展开
如上代码里，Person的setter和getter方法，也可以用property，写成如下形式:
@property (nonatomic, retain) Dog *dog;
进行如上测试，都没有问题。
因此，实际如果写成这样@property (nonatomic, retain) Dog *dog;，
则会展开如下:
- (void)setDog:(Dog *)dog
{
if (_dog != dog) {
[_dog release];
_dog = [dog retain];
}
}
- (Dog *)dog
{
return _dog;
}
ii.) assign展开
@property (nonatomic, assign) Dog *dog;，assign是直接复制，
则会展开如下:
- (void)setDog:(Dog *)dog
{
_dog = dog;
}
- (Dog *)dog
{
return _dog;
}
iii.) copy展开
@property (nonatomic, copy) Dog *dog;，copy,拷贝，
将原来的对象拷贝一份出来，展开如下：
- (void)setDog:(Dog *)dog
{
if (_dog != dog) {
[_dog release];
_dog = [dog copy];
}
}
- (Dog *)dog
{
return _dog;
}
3.5 字符串内存管理
i.) 字符串的内存管理
对于字符串而言，非常不遵守黄金法则! (如果从字符串的引用计数来看，乱七八糟!)这只是一个表象! 其实内部还是遵循的!!
我们要做的是，我们依旧遵守我们的黄金法则!
NSString *str = [[NSString alloc] initWithFormat:@"%d %s",1,"hello"];
NSLog(@"count1 = %lu",str.retainCount);
NSString *str2 = @"hello";
NSLog(@"count2 = %lu",str2.retainCount);
NSString *str3 = [str retain];
NSString *str4 = [str2 retain];
NSLog(@"count3 = %lu",str.retainCount);
NSLog(@"count4 = %lu",str2.retainCount);
NSString *str5 = [[NSString alloc] initWithString:str];
NSString *str6 = [[NSString alloc] initWithString:str2];
NSLog(@"count5 = %lu",str5.retainCount);
NSLog(@"count6 = %lu",str6.retainCount);
// NSString *str7 = [NSString stringWithFormat:@"%d",5];
[str release];
[str3 release];
[str4 release];
[str5 release];
[str6 release];
// str7不用release!!
因此，如果是NSString，我们的property格式写成如下: @property (nonatomic, copy) NSString *name;
ii.) copy和mutableCopy
NSMutableString *string = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"hello"];
// 这样写会崩溃，看对象，不看指针
// copy 将(可变或不可变)字符串拷贝成不可变字符串，string2 实际是不可变字符串
// NSMutableString *string2 = [string copy];
// [string2 appendString:@"world"];
NSString *string2 = [string copy];
NSLog(@"string2 = %@",string2);
// mutableCopy 将(可变或不可变)字符串拷贝成可变字符串
NSMutableString *string3 = [string2 mutableCopy];
[string3 appendString:@"world"];
NSLog(@"string3 = %@",string3);
// 不用管它的引用计数是多少，我们遵守我们自己的黄金法则就够了
[string release];
[string2 release];
[string3 release];
// UI里，也不要随便打印retainCount， 各人顾各人
// new 相当于alloc init,在OC或IOS里几乎不用!!
3.6 数组的内存管理
int main(int argc, const char * argv[])
{
@autoreleasepool {
Dog *dog1 = [[Dog alloc] init];
Dog *dog2 = [[Dog alloc] init];
Dog *dog3 = [[Dog alloc] init];
Dog *dog4 = [[Dog alloc] init];
NSLog(@"dog1.retainCount = %lu",dog1.retainCount);
NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithObjects:dog1,
dog2, dog3, dog4, nil];
NSLog(@"dog1.retainCount = %lu",dog1.retainCount);
[array addObject:dog1];
NSLog(@"dog1.retainCount = %lu",dog1.retainCount);
// NSLog(@"array = %@",array);
[array removeLastObject];
NSLog(@"dog1.retainCount = %lu",dog1.retainCount);
// 新的array不是我们alloc new... 的，我们不需要release
// [array release];
NSLog(@"dog1.retainCount = %lu",dog1.retainCount);
[dog1 release];
[dog2 release];
[dog3 release];
[dog4 release];
}
//for @autoreleasepool
return 0;
}
结论
1）当我们创建数组的时候，数组会对每个对象进行引用计数加1
2）当数组销毁的时候，数组会对每个对象进行引用计数减1
3）当我们给数组添加对象的时候，会对对象进行引用计数加1
4）当我们给数组删除对象的时候，会对对象进行引用计数减1
总之，谁污染谁治理，管好自己就可以了。
3.7 autorelease与 autoreleasepool
autoreleasepool是一个对象
autorelease 是一个方法
在main函数里写如下代码:
int main(int argc, const char * argv[])
{
@autoreleasepool {
Dog *dog = [[Dog alloc] init];
//dog并没有马上销毁，而是延迟销毁，
//将dog对象的拥有权交给了autoreleasepool
[dog autorelease];
//这个是可以打印的，因为打印完dog的引用计数后，
//dog对象才销毁
@autoreleasepool{
[dog autorelease]
}
NSLog(@"retainCount = %lu",dog.retainCount);
}
NSLog(@"程序即将退出");
return 0;
}
注意: autoreleasepool相当于一个数组，如果哪个对象发送autorelease消息，实际将对象的拥有权交给了autoreleasepool；当autoreleasepool销毁的时候，将向autoreleasepool里持有的所有对象都发送一个release消息。
3.8 加方法的内存管理
我们用加方法创建的对象，不用我们release，是因为类内部的实现使用了autorelease，延迟释放。
在Dog类的声明里增加一个加方法
+ (id)dog;
在Dog类的实现里进行实现
+ (id)dog
{
/*注意，这里不要写成release，如果是release，那么刚创建就销毁了，
使用autorelease，使得将对象的拥有权交给了自动释放池，
只要自动释放池没有销毁，dog对象也就不会销毁。*/
return [[[Dog alloc] init] autorelease];
}
在main函数里代码如下:
int main(int argc, const char * argv[])
{
@autoreleasepool {
Dog *dog = [[[Dog alloc] init] autorelease];
Dog *dog1 = [Dog dog];
NSLog(@"count = %lu",dog.retainCount);
NSLog(@"count1 = %lu",dog1.retainCount);
}
}
