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iOS开发之MRC(手动内存管理)详解

2022-08-18 08:42:47 作者：任淏

这篇文章主要介绍了 iOS开发之MRC(手动内存管理)详解的相关资料,需要的朋友可以参考下

前言：

在iOS中，使用引用计数来管理OC对象内存

一个新创建的OC对象引用计数默认是1，当引用计数减为0，OC对象就会销毁，释放其占用的内存空间。

调用retain会让OC对象的引用计数+1，调用release会让OC对象的引用计数-1。

内存管理的经验总结

当调用alloc、new、copy、mutableCopy方法返回了一个对象，在不需要这个对象时，要调用release或者autorelease释放它。
想拥有某个对象，就让他的引用计数+1；不想再拥有某个对象，就让他的引用计数-1。

一、 MRC 手动管理内存(Manual Reference Counting)

1、引用计数器

引用计数器：

一个整数，表示为「对象被引用的次数」。系统需要根据对象的引用计数器来判断对象是否需要被回收。

关于「引用计数器」，有以下几个特点：

每个 OC 对象都有自己的引用计数器。
任何一个对象，刚创建的时候，初始的引用计数为 1。
即使用 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。
当没有任何人使用这个对象时，系统才会回收这个对象。也就是说：
当对象的引用计数器为 0 时，对象占用的内存就会被系统回收。
如果对象的引用计数器不为 0 时，那么在整个程序运行过程，它占用的内存就不可能被回收(除非整个程序已经退出)。

2、引用计数器操作

为保证对象的存在，每当创建引用到对象需要给对象发送一条 retain 消息，可以使引用计数器值 +1 ( retain 方法返回对象本身)。
当不再需要对象时，通过给对象发送一条 release 消息，可以使引用计数器值 -1。
给对象发送 retainCount 消息，可以获得当前的引用计数器值。
当对象的引用计数为 0 时，系统就知道这个对象不再需要使用了，所以可以释放它的内存，通过给对象发送 dealloc 消息发起这个过程。
需要注意的是：release 并不代表销毁 / 回收对象，仅仅是将计数器 -1。

// 创建一个对象，默认引用计数器是 1
RHPerson *person1 = [[RHPerson alloc] init];
NSLog(@"retainCount = %zd", [person1 retainCount]);

// 只要给对象发送一条 retain 消息，引用计数器加1
[person1 retain];
NSLog(@"retainCount = %zd", [person1 retainCount]);

// 只要给对象发送一条 release 消息，引用计数器减1
[person1 release];
NSLog(@"retainCount = %zd", [person1 retainCount]);

// 当 retainCount 等于0时，对象被销毁
[person1 release];

NSLog(@"--------------");

2022-07-11 16:09:24.102850+0800 Interview01-内存管理[8035:264221] retainCount = 1
2022-07-11 16:09:24.103083+0800 Interview01-内存管理[8035:264221] retainCount = 2
2022-07-11 16:09:24.103126+0800 Interview01-内存管理[8035:264221] retainCount = 1
2022-07-11 16:09:24.103231+0800 Interview01-内存管理[8035:264221] -[RHPerson dealloc]
2022-07-11 16:09:24.103259+0800 Interview01-内存管理[8035:264221] --------------
Program ended with exit code: 0

3、dealloc 方法

当一个对象的引用计数器值为 0 时，这个对象即将被销毁，其占用的内存被系统回收。
对象即将被销毁时系统会自动给对象发送一条 dealloc 消息(因此，从 dealloc 方法有没有被调用，就可以判断出对象是否被销毁)
dealloc 方法的重写(注意是在 MRC 中)

一般会重写 dealloc 方法，在这里释放相关资源，dealloc 就是对象的遗言
一旦重写了 dealloc 方法，就必须调用 [super dealloc]，并且放在最后面调用

- (void)dealloc {
    NSLog(@"%s", __func__);
    [super dealloc];
}

dealloc 使用注意：

不能直接调用 dealloc 方法。

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)。

4、野指针和空指针

只要一个对象被释放了，我们就称这个对象为「僵尸对象(不能再使用的对象)」。

当一个指针指向一个僵尸对象(不能再使用的对象)，我们就称这个指针为「野指针」。

只要给一个野指针发送消息就会报错(EXC_BAD_ACCESS 错误)。

RHPerson *person1 = [[RHPerson alloc] init];
[person1 release];
[person1 release];
[person1 release];

为了避免给野指针发送消息会报错，一般情况下，当一个对象被释放后我们会将这个对象的指针设置为空指针。

空指针：

没有指向存储空间的指针(里面存的是 nil, 也就是 0)。

给空指针发消息是没有任何反应的。

RHPerson *person1 = [[RHPerson alloc] init];
[person1 release];
person1 = nil;
[person1 release];

二、内存管理思想

1、单个对象内存管理思想

思想一：自己创建的对象，自己持有，自己负责释放

通过 alloc、new、copy 或 mutableCopy 方法创建并持有对象。
当自己持有的对象不再被需要时，必须调用 release 或 autorelease 方法释放对象。

id obj1 = [[NSObject alloc] init];
[obj1 release];

id obj2 = [NSObject new];
[obj2 release];

思想二：非自己创建的对象，自己也能持有

除了用上面方法(alloc / new / copy / mutableCopy 方法)所取得的的对象，因为非自己生成并持有，所以自己不是该对象的持有者。
通过调用 retain 方法，即便是非自己创建的对象，自己也能持有对象。
同样当自己持有的对象不再被需要时，必须调用 release 方法来释放对象。

id obj3 = [NSArray array];
[obj3 retain];
[obj3 release];

无论是否是自己创建的对象，自己都可以持有，并负责释放。
计数器有加就有减。
曾经让对象的计数器 +1，就必须在最后让对象计数器 -1。

2、多个对象内存管理思想

多个对象之间往往是通过 setter 方法产生联系的，其内存管理的方法也是在 setter 方法、dealloc 方法中实现的。所以只有了解了 setter 方法是如何实现的，我们才能了解到多个对象之间的内存管理思想。

#import <Foundation/Foundation.h>

#import "RHRoom.h"

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface RHPerson : NSObject

{
    RHRoom *_room;
}

- (void)setRoom:(RHRoom *)room;

- (RHRoom *)room;
@end

NS_ASSUME_NONNULL_END
#import "RHPerson.h"

@implementation RHPerson

- (void)setRoom:(RHRoom *)room {
    if (_room != room) {
        [_room release];
        _room = [room retain];
    }
}

- (RHRoom *)room {
    return _room;
}

- (void)dealloc {
    [_room release];
    [super dealloc];
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@end

三、 @property 参数

在成员变量前加上 @property，系统就会自动帮我们生成基本的 setter / getter 方法，但是不会生成内存管理相关的代码。
@property(nonatomic) int val;
同样如果在 property 后边加上 assign，系统也不会帮我们生成 setter 方法内存管理的代码，仅仅只会生成普通的 getter / setter 方法，默认什么都不写就是 assign。
@property(nonatomic, assign) int val;
如果在 property 后边加上 retain，系统就会自动帮我们生成 getter / setter 方法内存管理的代码，但是仍需要我们自己重写 dealloc 方法。
@property(nonatomic, retain) RHRoom *room;

四、自动释放池

1、自动释放池

当我们不再使用一个对象的时候应该将其空间释放，但是有时候我们不知道何时应该将其释放。为了解决这个问题，Objective-C 提供了 autorelease 方法。

autorelease 是一种支持引用计数的内存管理方式，只要给对象发送一条 autorelease 消息，会将对象放到一个自动释放池中，当自动释放池被销毁时，会对池子里面的「所有对象」做一次 release 操作。
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。

autorelease 方法会返回对象本身，且调用完 autorelease 方法后，对象的计数器不变。

NSObject *obj = [NSObject new];
[obj autorelease];
NSLog(@"obj.retainCount = %zd", obj.retainCount);

2、使用 autorelease 有什么好处呢？

不用再关心对象释放的时间
不用再关心什么时候调用release

3、autorelease 的原理实质上是什么？

autorelease 实际上只是把对 release 的调用延迟了，对于每一个 autorelease，系统只是把该对象放入了当前的 autorelease pool 中，当该 pool 被释放时，该 pool 中的所有对象会被调用 release 方法。

4、autorelease 的创建方法

// 第一种方式：使用 NSAutoreleasePool 创建
// 创建自动释放池
NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
// 销毁自动释放池
[pool release];
// 第二种方式：使用 @autoreleasepool 创建
@autoreleasepool {
// 开始代表创建自动释放池
// 结束代表销毁自动释放池
}

5、autorelease 的使用方法

NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
RHPerson *p = [[[RHPerson alloc] init] autorelease];
[pool release];
@autoreleasepool {
// 开始代表创建自动释放池
RHPerson *p = [[[RHPerson alloc] init] autorelease];
// 结束代表销毁自动释放池
}

6、autorelease 的注意事项

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

@autoreleasepool {
// 因为没有调用 autorelease，所以没有加入到自动释放池中
RHPerson *p = [[RHPerson alloc] init];
// 结束代表销毁自动释放池
}

在自动释放池的外部发送 autorelease 不会被加入到自动释放池中
autorelease 是一个方法，只有在自动释放池中调用才有效。

@autoreleasepool {
}
// 没有与之对应的自动释放池, 只有在自动释放池中调用autorelease才会放到释放池
Person *p = [[[Person alloc] init] autorelease];
[p run];
 
// 正确写法
@autoreleasepool {
    Person *p = [[[Person alloc] init] autorelease];
 }
 
// 正确写法
Person *p = [[Person alloc] init];
@autoreleasepool {
    [p autorelease];
}

7、自动释放池的嵌套使用

自动释放池是以栈的形式存在。
由于栈只有一个入口，所以调用 autorelease 会将对象放到栈顶的自动释放池。
栈顶就是离调用 autorelease 方法最近的自动释放池。

@autoreleasepool { // 栈底自动释放池
    @autoreleasepool {
        @autoreleasepool { // 栈顶自动释放池
            Person *p = [[[Person alloc] init] autorelease];
        }
        Person *p = [[[Person alloc] init] autorelease];
    }
}

自动释放池中不适宜放占用内存比较大的对象。
尽量避免对大内存使用该方法，对于这种延迟释放机制，还是尽量少用。
不要把大量循环操作放到同一个 @autoreleasepool 之间，这样会造成内存峰值的上升。

// 内存暴涨
@autoreleasepool {
    for (int i = 0; i < 99999; ++i) {
        Person *p = [[[Person alloc] init] autorelease];
    }
}
// 内存不会暴涨
for (int i = 0; i < 99999; ++i) {
    @autoreleasepool {
        Person *p = [[[Person alloc] init] autorelease];
    }
}

8、autorelease 错误用法

不要连续调用 autorelease。

@autoreleasepool {
 // 错误写法, 过度释放
    Person *p = [[[[Person alloc] init] autorelease] autorelease];
 }

调用 autorelease 后又调用 release(错误)。

@autoreleasepool {
    Person *p = [[[Person alloc] init] autorelease];
    [p release]; // 错误写法, 过度释放
}

五、 MRC 中避免循环引用

定义两个类 Person 类和 Dog 类

Person 类：

#import <Foundation/Foundation.h>
@class Dog;
 
@interface Person : NSObject
@property(nonatomic, retain)Dog *dog;
@end

Dog 类：

#import <Foundation/Foundation.h>
@class Person;
 
@interface Dog : NSObject
@property(nonatomic, retain)Person *owner;
@end

执行以下代码：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    Person *p = [Person new];
    Dog *d = [Dog new];
 
    p.dog = d; // retain
    d.owner = p; // retain  assign
 
    [p release];
    [d release];
 
    return 0;
}

就会出现 A 对象要拥有 B 对象，而 B 对应又要拥有 A 对象，此时会形成循环 retain，导致 A 对象和 B 对象永远无法释放。

那么如何解决这个问题呢？

不要让 A retain B，B retain A。
让其中一方不要做 retain 操作即可。
当两端互相引用时，应该一端用 retain，一端用 assign。

到此这篇关于 iOS开发之MRC(手动内存管理)详解的文章就介绍到这了,更多相关MRC 手动内存管理内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！