Objective-C 采用的是引用計數(shù)式的內(nèi)存管理方式:
自己生成的對象自己持有。
非自己生成的對象自己也能持有。
自己持有的對象不再需要時釋放。
非自己持有的對象自己無法釋放。
使用以下名稱開頭的方法名意味著自己生成的對象只有自己持有:
alloc
new
copy
mutableCopy
/*
* 自己生成并持有該對象
*/
id obj0 = [[NSObeject alloc] init];
id obj1 = [NSObeject new];
- 非自己生成的對象,自己也能持有
/*
* 持有非自己生成的對象
*/
id obj = [NSArray array]; // 非自己生成的對象,且該對象存在,但自己不持有
[obj retain]; // 自己持有對象
備注:通過 retain
方法來讓指針變量持有這個新生成的對象。
- 不再需要自己持有的對象時釋放
/*
* 不在需要自己持有的對象的時候,釋放
*/
id obj = [[NSObeject alloc] init]; // 此時持有對象
[obj release]; // 釋放對象
/*
* 指向?qū)ο蟮闹羔樔跃捅槐A粼趏bj這個變量中
* 但對象已經(jīng)釋放,不可訪問
*/
自己持有的對象,一旦不再需要,持有者有義務釋放該對象。釋放使用 release
方法。
當調(diào)用對象的 release
方法只是將對象的引用計數(shù)器 -1
,當對象的引用計數(shù)器為 0
的時候會調(diào)用了對象的 dealloc
方法才能進行釋放對象的內(nèi)存。
- 非自己生成的對象持有對象的釋放
//非自己生成的對象,暫時沒有持有
id obj = [NSMutableArray array];
//通過retain持有對象
[obj retain];
//釋放對象
[obj release];
兩種不允許的情況:
- 釋放自己不持有的對象
/*
* 非自己持有的對象無法釋放
*/
id obj = [NSArray array]; // 非自己生成的對象,且該對象存在,但自己不持有
[obj release]; // ~~~此時將運行時crash 或編譯器報error~~~ 非 ARC 下,調(diào)用該方法會導致編譯器報 issues。此操作的行為是未定義的,可能會導致運行時 crash 或者其它未知行為
- 釋放一個已經(jīng)廢棄了的對象
id obj = [[NSObject alloc] init];//持有新生成的對象
[obj doSomething];//使用該對象
[obj release];//釋放該對象,不再持有了
[obj release];//釋放已經(jīng)廢棄了的對象,崩潰
autorelease
當對象超出其作用域時,對象實例的 release
方法就會被調(diào)用,autorelease
的具體使用方法如下:
- 生成并持有
NSAutoreleasePool
對象。 - 調(diào)用已分配對象的
autorelease
方法。 - 廢棄
NSAutoreleasePool
對象。
- (id) getAObjNotRetain {
id obj = [[NSObject alloc] init]; // 自己持有對象
[obj autorelease]; // 取得的對象存在,但自己不持有該對象
return obj;
}
這個特性是使用 autorelease
來實現(xiàn)的,autorelease
使得對象在超出生命周期后能正確的被釋放(通過調(diào)用 release
方法)。在調(diào)用 release
后,對象會被立即釋放,而調(diào)用 autorelease
后,對象不會被立即釋放,而是注冊到 autoreleasepool
中,當 autoreleasepool
銷毀時,會對 autoreleasepool
里面的所有對象做一次 release
操作。
在 ARC
環(huán)境下,id
類型和對象類型和 C
語言其他類型不同,類型前必須加上所有權(quán)的修飾符。
所有權(quán)修飾符總共有4種:
- __strong
- __weak
- __autoreleasing
- __unsafe_unretained
__strong
__strong
表示強引用,對應定義 property
時用到的 strong
。當對象沒有任何一個強引用指向它時,它才會被釋放。如果在聲明引用時不加修飾符,那么引用將默認是強引用。當需要釋放強引用指向的對象時,需要保證所有指向?qū)ο髲娨弥脼?nil
。__strong
修飾符是 id
類型和對象類型默認的所有權(quán)修飾符。
__weak
__weak
表示弱引用,對應定義 property
時用到的 weak
。弱引用不會影響對象的釋放,而當對象被釋放時,所有指向它的弱引用都會自定被置為 nil
,這樣可以防止野指針。__weak
最常見的一個作用就是用來避免強引用循環(huán)。
__weak
的幾個使用場景:
- 在
delegate
關系中防止強引用循環(huán)。在ARC
特性下,通常我們應該設置delegate
屬性為weak
的。但是這里有一個疑問,我們常用到的UITableView
的delegate
屬性是這樣定義的:@property (nonatomic, assign) id<UITableViewDelegate> delegate;
,為什么用的修飾符是assign
而不是weak
?其實這個assign
在ARC
中意義等同于__unsafe_unretained
(后面會講到),它是為了在ARC
特性下兼容iOS4
及更低版本來實現(xiàn)弱引用機制。一般情況下,你應該盡量使用weak
。 - 在
Block
中防止強引用循環(huán)。 - 用來修飾指向由
Interface Builder
創(chuàng)建的控件。比如:@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIButton *testButton;
。
另外,__weak
修飾符的變量,會被注冊到 autoreleasePool
中。
{
id __weak obj1 = obj;
NSLog(@"obj2-%@",obj1);
}
編譯器轉(zhuǎn)換上述代碼如下:
id obj1;
objc_initweak(&obj1,obj);
id tmp = objc_loadWeakRetained(&obj1);
objc_autorelease(tmp);
NSLog(@"%@",tmp);
objc_destroyWeak(&obj1);
objc_loadWeakRetained
函數(shù)獲取附有 __weak
修飾符變量所引用的對象并 retain
, objc_autorelease
函數(shù)將對象放入 autoreleasePool
中,據(jù)此當我們訪問 weak
修飾指針指向的對象時,實際上是訪問注冊到自動釋放池的對象。因此,如果大量使用 weak
的話,在我們?nèi)ピL問 weak
修飾的對象時,會有大量對象注冊到自動釋放池,這會影響程序的性能。
解決方案:
要訪問 weak
修飾的變量時,先將其賦給一個 strong
變量,然后進行訪問。
為什么訪問 weak
修飾的對象就會訪問注冊到自動釋放池的對象呢?
因為 weak
不會引起對象的引用計數(shù)器變化,因此,該對象在運行過程中很有可能會被釋放。所以,需要將對象注冊到自動釋放池中并在 autoreleasePool
銷毀時釋放對象占用的內(nèi)存。
__autoreleasing
在 ARC
模式下,我們不能顯示的使用 autorelease
方法了,但是 autorelease
的機制還是有效的,通過將對象賦給 __autoreleasing
修飾的變量就能達到在 MRC
模式下調(diào)用對象的 autorelease
方法同樣的效果。
__autoreleasing
修飾的對象會被注冊到 Autorelease Pool
中,并在 Autorelease Pool
銷毀時被釋放。
注意:定義 property
時不能使用這個修飾符,因為任何一個對象的 property
都不應該是 autorelease
類型的。
__unsafe_unretained
ARC
是在 iOS5
引入的,而 __unsafe_unretained
這個修飾符主要是為了在 ARC
剛發(fā)布時兼容 iOS4
以及版本更低的系統(tǒng),因為這些版本沒有弱引用機制。這個修飾符在定義 property
時對應的是 unsafe_unretained
。__unsafe_unretained
修飾的指針純粹只是指向?qū)ο螅瑳]有任何額外的操作,不會去持有對象使得對象的 retainCount +1
。而在指向的對象被釋放時依然原原本本地指向原來的對象地址,不會被自動置為 nil
,所以成為了野指針,非常不安全。
__unsafe_unretained
的應用場景:
- 在 ARC 環(huán)境下但是要兼容 iOS4.x 的版本,用
__unsafe_unretained
替代__weak
解決強引用循環(huán)的問題。
最后
總結(jié), autorelease
的機制卻依然在很多地方默默起著作用,我們來看看這些場景:
- 方法返回值。
- 訪問 __weak 修飾的變量。
- id 的指針或?qū)ο蟮闹羔?id *)。
方法返回值
首先,我們看這個方法:
- (NSMutableArray *)array {
NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
return array;
}
轉(zhuǎn)化為
NSMutableArray *array = objc_msgSend(NSMutableArray, @selector(array));
objc_retainAutoreleasedReturnValue(array);
objc_release(array);
這里 array
的所有權(quán)修飾符是默認的 __strong
。由于 return
使得 array
超出其作用域,它強引用持有的對象本該被釋放,但是由于該對象作為函數(shù)返回值,所以一般情況下編譯器會自動將其注冊到 AutoreleasePool
中(注意這里是一般情況下,在一些特定情況下,ARC
機制提出了巧妙的運行時優(yōu)化方案來跳過 autorelease
機制。)。
ARC 模式下方法返回值跳過 autorelease 機制的優(yōu)化方案
為什么方法返回值的時候需要用到 autorelease
機制呢?
當對象被作為參數(shù)返回 return
之后,如果調(diào)用者需要使用就需要強引用它,那么它 retainCount + 1
,用完之后再清理,使它 retainCount - 1
。
如果在方法中創(chuàng)建了對象并作為返回值時,根據(jù) ARC
內(nèi)存管理的原則,誰創(chuàng)建誰釋放。既然作為返回值,就必須保證返回時對象沒被釋放以便方法外的調(diào)用者能拿到有效的對象,否則你返回的是 nil,有何意義呢。所以就需要找一個合理的機制既能延長這個對象的生命周期,又能保證對其釋放。這個機制就是 autorelease 機制
。
ARC
模式下在方法 return
的時候,會調(diào)用 objc_autoreleaseReturnValue()
方法替代 autorelease
。在調(diào)用者強引用方法返回對象的時候,會調(diào)用 objc_retainAutoreleasedReturnValue()
方法,該方法會去檢查該方法或者調(diào)用方的執(zhí)行命令列表,是否會被傳給 objc_retainAutoreleasedReturnValue()
方法。如果里面有 objc_retainAutoreleasedReturnValue()
方法,那么該對象就直接返回給方法或者函數(shù)的調(diào)用方。達到了即使對象不注冊到 autoreleasepool
中,也可以返回拿到相應的對象。如果沒傳,那么它就會走 autorelease
的過程注冊到 autoreleasepool
中。
訪問 __weak 修飾的變量
在訪問 __weak
修飾的變量時,實際上必定會訪問注冊到 AutoreleasePool
的對象。如下來年兩段代碼是相同的效果:
id __weak obj1 = obj0;
NSLog(@"class=%@", [obj1 class]);
// 等同于:
id __weak obj1 = obj0;
id __autoreleasing tmp = obj1;
NSLog(@"class=%@", [tmp class]);
為什么會這樣呢?因為 __weak
修飾符只持有對象的弱引用,而在訪問對象的過程中,該對象有可能被廢棄,如果把被訪問的對象注冊到 AutoreleasePool
中,就能保證 AutoreleasePool
被銷毀前對象是存在的。
id 的指針或?qū)ο蟮闹羔?id *)
另一個隱式地使用 __autoreleasing
的例子就是使用 id 的指針或?qū)ο蟮闹羔?id *) 的時候。
看一個最常見的例子:
NSError *__autoreleasing error;
if (![data writeToFile:filename options:NSDataWritingAtomic error:&error]) {
NSLog(@"Error: %@", error);
}
// 即使上面你沒有寫 __autoreleasing 來修飾 error,編譯器也會幫你做下面的事情:
NSError *error;
NSError *__autoreleasing tempError = error; // 編譯器添加
if (![data writeToFile:filename options:NSDataWritingAtomic error:&tempError]) {
error = tempError; // 編譯器添加
NSLog(@"Error: %@", error);
}
error
對象在你調(diào)用的方法中被創(chuàng)建,然后被放到 AutoreleasePool
中,等到使用結(jié)束后隨著 AutoreleasePool
的銷毀而釋放,所以函數(shù)外 error
對象的使用者不需要關心它的釋放。
在 ARC
中,所有這種指針的指針類型(id *)
的函數(shù)參數(shù)如果不加修飾符,編譯器會默認將他們認定為 __autoreleasing
類型。
有一點特別需要注意的是,某些類的方法會隱式地使用自己的 AutoreleasePool
,在這種時候使用 __autoreleasing
類型要特別小心。比如 NSDictionary
的 enumerateKeysAndObjectsUsingBlock
方法:
- (void)loopThroughDictionary:(NSDictionary *)dict error:(NSError **)error {
[dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id key, id obj, BOOL *stop) {
// do stuff
if (there is some error && error != nil) {
*error = [NSError errorWithDomain:@"MyError" code:1 userInfo:nil];
}
}];
}
}
上面的代碼中其實會隱式地創(chuàng)建一個 AutoreleasePool
,類似于:
- (void)loopThroughDictionary:(NSDictionary *)dict error:(NSError **)error {
[dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id key, id obj, BOOL *stop) {
@autoreleasepool { // 被隱式創(chuàng)建。
if (there is some error && error != nil) {
*error = [NSError errorWithDomain:@"MyError" code:1 userInfo:nil];
}
}
}];
// *error 在這里已經(jīng)被dict的做枚舉遍歷時創(chuàng)建的 Autorelease Pool釋放掉了。
}
}
為了能夠正常的使用 *error
,我們需要一個 strong
類型的臨時引用,在 dict
的枚舉 Block
中是用這個臨時引用,保證引用指向的對象不會在出了 dict
的枚舉 Block
后被釋放,正確的方式如下:
- (void)loopThroughDictionary:(NSDictionary *)dict error:(NSError **)error {
NSError * __block tempError; // 加 __block 保證可以在Block內(nèi)被修改。
[dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id key, id obj, BOOL *stop) {
if (there is some error) {
*tempError = [NSError errorWithDomain:@"MyError" code:1 userInfo:nil];
}
}]
if (error != nil) {
*error = tempError;
}
}