iphone 自动引用计数（ARC）

2012-10-12 13:51 三戒1993 阅读(136) 评论(0) 编辑收藏举报

Transitioning to ARC Release Notes

自动引用计数（ARC），是一项为Objective - C程序在编译时提供自动内存管理的功能。ARC可以让你把注意力集中在你感兴趣的代码，对象图，和你的应用程序中的对象之间的关系，让你不必再花费精力在retain和release操作上。正如下图所示，ARC可以减少开发中的内存管理步骤，简化开发。

Contents:
Summary
ARC Overview
Managing Toll-Free Bridging
Common Issues While Converting a Project
Frequently Asked Questions

概要
ARC工作方式是在代码编译的时候，自动加入内存控制代码，来控制对象的生命周期，确保对象使用的内存空间正确的分配和释放。从概念上来说，ARC遵循Advanced Memory Management Programming Guide的手动内存使用守则，通过加入retain,release,autorelease 方法，确保实现与你手动管理内存一样的效果。
为了代码能正常编译，ARC对toll-free bridging(详见“Toll-Free Bridged Types”)使用的方式、方法进行了限制，同时ARC还为对象和声明的属性引入了新的生命周期。
ARC支持Mac OS X v10.6/10.7 (64-bit applications) 上的Xcode 4.2，支持iOS4、iOS5。但是ARC在Mac OS X v10.6和iOS4上，不支持Weak references。
Xcode中加入了一个新的工具，用于自动处理ARC里机械式的操作，如移出项目代码中的retain和release方法调用)，而且它还可以帮你修订那些不能自动移植的代码。这个代码移植工具，支持转化项目中的所有代码为ARC模式，如果觉得不方便，你也可以选择手动方式来处理这些文件。

参考资料:

Advanced Memory Management Programming Guide

Memory Management Programming Guide for Core Foundation

ARC概述
ARC可以代替你去记住何时应该retain，何时应该release，何时要autorelease；ARC回为你评估你的项目所需的生命周期，并且自动地在编译时为你调用适当的方法。编译器还可以帮你生成dealloc方法。一般来说，如果你只使用ARC，当你需要使用手动引用计数的代码互操作的时候，常规Cocoa命名规约是重要的。

一个完整、正确的，用来描述“Person”特性的类的实现(implementation)，是这样的：

复制代码

@interface Person : NSObject@property (nonatomic, strong) NSString *firstName;@property (nonatomic, strong) NSString *lastName;@property (nonatomic, strong) NSNumber *yearOfBirth;@property (nonatomic, strong) Person *spouse;@end @implementation Person@synthesize firstName, lastName, yearOfBirth, spouse;@end

( strong 属性的描述参见 “ARC Introduces New Lifetime Qualifiers”.)
使用ARC的话，你可以实现一个人为的方法，如下：

复制代码

- (void)contrived { Person *aPerson = [[Person alloc] init]; [aPerson setFirstName:@"William"]; [aPerson setLastName:@"Dudney"]; [aPerson:setYearOfBirth:[[NSNumber alloc] initWithInteger:2011]]; NSLog(@"aPerson: %@", aPerson);}

因为使用ARC来管理内存，所以无论是“Person”或者“NSNumber”都不会发生内存泄漏。
你也可以像这样更安全的执行“Person”的“takeLastNameFrom: ”方法：

复制代码

- (void)takeLastNameFrom:(Person *)person { NSString *oldLastname = [self lastName]; [self setLastName:[person lastName]]; NSLog(@"Lastname changed from %@ to %@", oldLastname, [self lastName]);}

ARC在NSLog方法调用之前是不会释放oldLastName的。

使用ARC必须遵守的新规则
为了正常运行，ARC引入了一些特有的新规则。新规则的用于提供一个完整可靠的内存管理模式；这些规则有些是用于更好的用户体验，另外一些则是用于简化你的编码，或让你不必再为内存管理操心。如果你违反了这些规则，在你编译的时候就会报错了，而不是当你编译成功，开始运行时出现一些bug。

很明显也不能使用@selector(retain), @selector(release),等等。
当你需要管理一些非实例变量的资源时，你可以实现一个dealloc方法。你不需要也不能去释放实例变量，但您可以调用[systemClassInstance setDelegate:nil]或不使用ARC编译的内存管理代码。
在ARC下去自定义dealloc方法不需要调用 [super dealloc]，(实际上如果你调用了 [super dealloc]，编译器会报错)。super的调用是由编译器自动强制执行的。
CFRetain, CFRelease, 还有其他Core Foundation-style objects函数 (详见“Managing Toll-Free Bridging”)还是可以执行的。

alloc

NSAutoreleasePool

为了可以和手动内存管理(manual retain-release)的代码兼容，ARC提出了一些变量方法的命名规约。

ARC引入的新的生命周期修饰符
ARC引入了一些新的生命周期修饰符和zeroing weak引用.。一个weak引用不会改变它所指向对象的生命周期。一个zeroing weak引用会在它指向的对象被释放以后，自动赋为nil。

在你的程序中，你应该灵活运用修饰符来管理你的对象图。特别是，ARC不会去保护strong引用的retain周期(详见“Practical Memory Management”)，所以谨慎使用weak可以确保你不会创建循环引用。

Property 属性
在下面的几个例子中，我们介绍一下新的property属性关键词weak、strong。

复制代码

// 下面的声明和: @property(retain) MyClass *myObject;是一样的@property(strong) MyClass *myObject; // 下面的声明和 "@property(assign) MyClass *myObject;"是相似的，// 但是，当 MyClass 被释放的时候,值被设为nil，而不是一个野指针 @property(weak) MyClass *myObject;

变量修饰符

你可以用下面的生命周期修饰符来声明变量，就像你使用const一样

__strong

__weak

__unsafe_unretained

__autoreleasing

__strong是默认的修饰符。 __weak修饰了一个自动nil的weak引用。__unsafe_unretained声明了一个不会自动nil的weak引用。当变量被释放，那么它就变成了一个野指针了。__autoreleasing 用来修饰一个声明为 (id *)的函数的参数，当函数返回值时被释放。
当你用__weak来修饰栈上的变量时，你必须格外小心。参考下面的例子：

复制代码

NSString __weak *string = [[NSString alloc] initWithFormat:@"First Name: %@", [self firstName]];NSLog(@"string: %@", string);

虽然string在分配空间并初始化后就被赋值，但是没有别的strong引用对象指向string，所以string被立刻释放了。很明显，NSLog显示出的string值是nil、
同样，你需要在对象值传递时格外注意。下面的代码是可以执行的：

复制代码

NSError *error = nil;BOOL OK = [myObject performOperationWithError:&error];if (!OK) { // Report the error. // ...

However, the error declaration is implicitly:但是，error的声明是隐式的：

NSError * __strong e = nil;

而函数声明是这样的：

-(BOOL)performOperationWithError:(NSError * __autoreleasing *)error;

那么，编译器会重写代码，变成：

复制代码

NSError __strong *error = nil;NSError __autoreleasing *tmp = error;BOOL OK = [myObject performOperationWithError:&tmp];error = tmp;if (!OK) { // Report the error. // ...

当本地变量声明(__strong *error)和函数的参数((NSError * __autoreleasing *)error)不匹配的时候，编译器会创建一个临时变量。当你获得一个__strong变量的地址时，你可以初始化一个id __strong *的指针来声明，这样你就可以获得指针的原型，或者你可以声明一个变量为__autoreleasing。

使用生命周期修饰符来避免Strong引用周期
你可以使用生命周期修饰符来避免Strong引用周期。例如，当你制作了一组父子结构的对象，而且父类要引用子类，则会出现Strong引用周期；反之，当你将一个父类指向子类为strong引用，子类指向父类为weak引用，就可以避免出现Strong引用周期。当对象包含block objects时，这样的情况会变的更加隐性。
在手动内存管理模式下， __block id x; 控制x内存计数增加。在ARC模式下，__block id x默认对x内存技术增加。为了使手动内存管理模式代码可以在ARC模式下正常工作，你可以用__unsafe_unretained来修饰__block id x;。就和“__unsafe_unretained”字面上的意思一样,；然而,这样一个non-retained变量是危险的(因为它会变成一个野指针) 会带来不良后果。有两种更好一点的方法来处理，一是使用__weak (当你不需要支持iOS 4或OS X v10.6), 二是设__block值为nil，结束他的生命周期。
下面是手动内存管理的代码，说明了这个问题，

复制代码

MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init…];// ...myController.completionHandler = ^(NSInteger result) { [myController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];};[self presentViewController:myController animated:YES completion:^{ [myController release];}];

如上所述，相反，你可以使用 __block修饰符然后设置myController的值为nil:

复制代码

__block MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init…];// ...myController.completionHandler = ^(NSInteger result) { [myController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil]; myController = nil;};

另外，你还可以使用一个临时__weak变量。下面的例子下面的例子说明了一个简单的实现：

复制代码

MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init…];// ...__weak MyViewController *weakMyViewController = myController;myController.completionHandler = ^(NSInteger result) { [weakMyViewController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];};

对于一般情况，你可以这样来做：

复制代码

MyViewController *myController = [[MyViewController alloc] init…];// ...__weak MyViewController *weakMyController = myController;myController.completionHandler = ^(NSInteger result) { MyViewController *strongMyController = weakMyController; if (strongMyController) { // ... [strongMyController dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil]; // ... } else { // Probably nothing... }};

在某些情况下，比如类不支持__weak模式时，你可以使用__unsafe_unretained。但是，很难保证正确的生命周期，能难或者说不可能去验证一个__unsafe_unretained指针是否有效。

ARC提供一个新的声明来管理Autorelease Pools
使用ARC，你不能再使用NSAutoReleasePool类来直接管理autorelease pools。取而代之，ARC提供了一个新的Objective-C语法来代替。

复制代码

@autoreleasepool { // Code, such as a loop that creates a large number of temporary objects.}

通过上面的新语法，可以编译器管理autorelease pools的状态。
在这个@autoreleasepool入口，autorelease pool会压入栈中，当正常退出的时候(break, return, goto, fall-through等)，autorelease pool 会出栈，但是当出口代码不兼容，异常退出autorelease pool，则autorelease pool 就不会出栈。
这个语法在所有的Objective-C模式下都能工作。它比NSAutoReleasePool更有效率。建议你把原先的所有NSAutoReleasePool代码都改成新的模式。

Patterns for Managing Outlets Become Consistent Across Platforms
在被ARC处理过的iOS和OS X中，声明的outlets将会趋于统一。

一般来说outlets变量被修饰为weak，但是如果outlets变量的所有者是nib文件中的top-level对象(或者是storyboard scene)时，应被修饰为strong。

详细参考Resource Programming Guide中的“Nib Files”。

栈变量必须初始化为nil
使用ARC模式，strong，weak，autoreleasing栈变量都被隐式的初始化为nil，例如：

复制代码

- (void)myMethod { NSString *name; NSLog(@"name: %@", name);}

运行是程序不会崩溃，NSLog会打印出“null”。

使用编译标识来开关ARC模式
你可以使用 -fobjc-arc来启用ARC。你也可以使用-fno-objc-arc来为某个你希望使用手动管理内存的文件来禁用ARC。
Xcode4.2再MAC OS X10.6和10.7（64位应用）和iOS 4，iOS5支持ARC，Mac OS X 10.6和iOS4不支持weak引用，Xcode4.1以及以前的版本不支持ARC。
你也可以用在一个逐文件处理的方法中使用ARC来手动处理某些文件。For projects that employ ARC as the default approach, you can disable ARC for a specific file using a new-fno-objc-arc compiler flag for that file.

管理 Toll-Free Bridging
在许多的cocoa应用中，你需要用到Core Foundation类型，无论是来自Core Foundation framework本身 (例如CFArrayRef和CFMutableDictionaryRef)或是由Core Foundation扩展出的framework，例如Core Graphics (例如CGColorSpaceRef和CGGradientRef).
编译器不会自动管理Core Foundation对象的生命周期；你必须使用CFRetain和CFRelease (或相应的特殊类型的变量) 来符合Core Foundation内存管理规则 (详见Memory Management Programming Guide for Core Foundation).
如果你在Objective-C和Core Foundation-style类型对象之间转换，你需要用一个转换(定义在inobjc/runtime.h)或一个Core Foundation-style的宏(定义在NSObject.h)，来告诉编译器这个对象的所属关系：

复制代码

NS_INLINE CFTypeRef CFBridgingRetain(id X) { return (__bridge_retain CFTypeRef)X;} NS_INLINE id CFBridgingRelease(CFTypeRef X) { return (__bridge_transfer id)X;}

复制代码

id my_id;CFStringRef my_cfref;...NSString *a = (__bridge NSString*)my_cfref; // Noop cast.CFStringRef b = (__bridge CFStringRef)my_id; // Noop cast....NSString *c = (__bridge_transfer NSString*)my_cfref; // -1 on the CFRefCFStringRef d = (__bridge_retained CFStringRef)my_id; // returned CFRef is +1

编译器处理从CF Objects返回的Cocoa方法

Advanced Memory Management Programming Guide

CGColor

UIColor

复制代码

- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder { self = [super initWithCoder:aDecoder]; if (self) { CAGradientLayer *gradientLayer = (CAGradientLayer *)[self layer]; gradientLayer.colors = [NSArray arrayWithObjects:[[UIColor darkGrayColor] CGColor], [[UIColor lightGrayColor] CGColor], nil]; gradientLayer.startPoint = CGPointMake(0.0, 0.0); gradientLayer.endPoint = CGPointMake(1.0, 1.0); } return self;}

转换函数的参数使用所属关系关键字

Memory Management Programming Guide for Core Foundation

Advanced Memory Management Programming Guide

复制代码

NSArray *colors = [NSArray arrayWithObjects:[[UIColor darkGrayColor] CGColor], [[UIColor lightGrayColor] CGColor], nil];CGGradientRef gradient = CGGradientCreateWithColors(colorSpace, (__bridge CFArrayRef)colors, locations);

复制代码

- (void)drawRect:(CGRect)rect { CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray(); CGFloat locations[2] = {0.0, 1.0}; NSArray *colors = [NSArray arrayWithObjects:[[UIColor darkGrayColor] CGColor], [[UIColor lightGrayColor] CGColor], nil]; CGGradientRef gradient = CGGradientCreateWithColors(colorSpace, (__bridge CFArrayRef)colors, locations); CGColorSpaceRelease(colorSpace); // Release owned Core Foundation object. CGPoint startPoint = CGPointMake(0.0, 0.0); CGPoint endPoint = CGPointMake(CGRectGetMaxX(self.bounds), CGRectGetMaxY(self.bounds)); CGContextDrawLinearGradient(ctx, gradient, startPoint, endPoint, kCGGradientDrawsBeforeStartLocation | kCGGradientDrawsAfterEndLocation); CGGradientRelease(gradient); // Release owned Core Foundation object.}

转换旧Project使用ARC时出现的共同问题

while ([x retainCount]) { [x release]; }

[super init];

self = [super init];

if (self) {

...

如果你觉得你必须实现自定义retain或release 方法，那么你必须在你的class中实现下面这个方法：

-(BOOL)supportsWeakPointers { return NO; }

这个方法阻止为你的类生成weak指针。但是强烈建议你使用其他的方式来避免实现这些函数。
你不能在C语言的结构体中使用strong ids。
举个例子，下面的代码，编译时会报错：

[pre]struct X { id x; float y; };[/pre]

这是因为，x默认是strongly retained的，当你通过一组完成free操作的代码，传递一个指针进这些结构体，每个id都必须在struct被释放前被释放。但是编译器不能可靠的完成这些，所以结构体中的strong ids在ARC模式中被完全禁止了，必须先释放这些x指向的内存，但是由于是ARC模式，编译器不能安全的去做这些事，所以这些内存泄漏了，所以在C语言的结构中，ARC禁止使用强指针，下面是可能的解决方案：

复制代码

struct x { NSString *S; int X; } StaticArray[] = { @"foo", 42, @"bar, 97,...};

struct x { __unsafe_unretained NSString *S; int X; }

常见Q&A

我怎么理解ARC? 在哪调用retains/releases?

我还需要给对象写dealloc方法吗?

循环引用在ARC中还有效吗?

ARC模式下块如何工作?

使用

我能不能在雪豹Xcode上开发ARC模式的Mac OS程序?

我能在ARC模式的工程中创建C语言的数组么？

复制代码

// Note calloc() to get zero-filled memory.__strong SomeClass **dynamicArray = (__strong SomeClass **)calloc(sizeof(SomeClass *), entries);for (int i = 0; i < entries; i++) { dynamicArray[i] = [[SomeClass alloc] init];} // 当你完成时，将所有入口赋值为nil使得ARC释放对象for (int i = 0; i < entries; i++) { dynamicArray[i] = nil;}free(dynamicArray);

使用ARC不会不很慢?
这要看你怎么去理解快慢了。但是通常来说“no”，不慢！编译器有效的排除了很多多余的retain/release的调用，并一直在加快在常规Objective - C代码运行投入很大的努力。尤其是比常规的“返回一个etain/autoreleased 对象”的模式要快得多，而且当调用方法是ARC代码，调用的对象实际上并没有投入autorelease池。
要注意的一个问题是，优化器不是工作在常规的debug设置里面，所以使用-O0 比-Os出现更多的retain/release。
ARC可以在ObjC++模式下工作吗?
可以，你甚至可以在类和容器中使用strong/weak id。ARC在编译时，会在复制构造函数和析构函数中加入retain/release方面的逻辑处理，来确保正常工作。有一点需要避免的就是，你不能为某些指针使用__strong，例如:

std::vector<__strong NSString*> V;

那些类不支持zeroing-weak的weak引用？
下面的类的实例不能使用zeroing-weak的weak引用
NSATSTypesetter, NSColorSpace, NSFont, NSFontManager, NSFontPanel, NSImage, NSMenuView,NSParagraphStyle,NSSimpleHorizontalTypesetter,NSTableCellView,NSTextView,NSViewController,NSWindow, andNSWindowController. 还有，OS X上的AV Foundation框架中所有类都不支持zeroing-weak的weak引用。
如果属性变量是这些类的实例的时候，使用assign来替代weak；作为变量，使用__unsafe_unretained来替代__weak。
此外，不用对NSHashTable,NSMapTable, 和NSPointerArray的实例做weak应用。
在写类似NSCell这样使用NSCopyOjbect的子类的时候，有什么需要特别关注的地方么？
没什么特殊的。 ARC来关心你以前增加额外的retains。通过ARC，所有复制方法应该只是复制的实例变量。
我可以为单独文件指定是否使用ARC么？
可以.
当你迁移一个久工程到ARC模式下, -fobjc-arc 编译开关被默认的设置在所有的Objective-C 源代码上。你可以使用-fno-objc-arc 来为特殊的class停用ARC 。在Xcode的 target的“Build Phases”标签，打开Compile Sources group，展开源代码列表，双击你想要修改的源代码的名字，再弹出框里输入-fno-objc-arc，然后点Done按钮。

GC (Garbage Collection)是否被Mac废弃了?
GC 在Mac OS X v10.7依旧可用.。但是强烈建议你在新工程中使用ARC。对旧的工程(使用手动内存管理或GC)，建议你试着去改为ARC模式，然而，这是非零量的工作，你应该权衡与其他优先事项比较之后再去做。

刷新页面返回顶部

三戒1993

iphone 自动引用计数（ARC）

About