【iOS】ARC学习

前言

在学习ARC之前，先来复习一下内存管理以及autorelease的实现

一、autorelease实现

先来看一下GNUstep源代码：

autorelease其本质就是调用NSAutoreleasePool 对象的addObject 类方法，就是将对象加到自动释放池中

接下来再看一下废弃自动释放池的一些功能函数

二、苹果的实现

可使用showPools输出现在的NSAutoreleasePool的状况输出到控制台

    NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
    id obj = [[NSObject alloc] init];
    id obj2 = [[NSObject alloc] init];
    id obj3 = [[NSObject alloc] init];

    [obj autorelease];
    [obj2 autorelease];
    [obj3 autorelease];

    _objc_autoreleasePoolPrint();
    [pool drain];

三、内存管理的思考方式

引用计数式内存管理的思考方式就是思考ARC所引起的变化

ARC有效时，id 类型和对象类型同C语言其他类型不同，其类型上必须附加所有权修饰符。 所有权修饰符一共有4 种

（ARC环境下特有）

• __strong修饰符
• __weak修饰符
• __unsafe_unretained修饰符
• __autoreleasing修饰符

__strong修饰符

_ strong修饰符是id类型和对象类型默认的所有权修饰符
也就是说id obj = [[NSObject alloc] init]; = id __strong obj = [[NSObject alloc] init];

再来看下面这段代码

//ARC有效
{
	id __strong obj = [[NSObject alloc] init]
}

此源代码指定了变量的作用域，当obj超出其变量作用域时， obj会被废弃，同时自动释放其被赋予的对象（[[NSObject alloc] init]）

而在MRC中，等效的代码为

//ARC无效
{
	id obj = [[NSObject alloc] init]
	[obj release];
}

因为ARC无效的时候，obj超出变量作用域时，变量并不会被自动废弃，对象也会仍然存在，需要我们手动减少对象的引用计数[obj release]去销毁对象

取得非自己生成并持有的对象

具体如下：

这里需要注意的一点是此处obj确实持有了对象，并且对象的引用计数为1，但是在目前版本的Xcode的MRC环境中，

    {
        id obj = [NSMutableArray array];
        NSLog(@"%lu", [obj retainCount]);
    }

在MRC环境下输出的值应该为0，因为array方法表明取得非自己生成并持有的对象，也就是说obj并不持有对象，但是输出如下：

我们来解释一下输出为1的原因：

当我们调用 retainCount 方法时,对于从自动释放池获取的对象,它会临时retained一次,以防止对象被过早释放而导致访问过期数据。

1.array方法创建了一个对象，并将其加到自动释放池中，此时retain count为0
2.obj指向自动释放池中的那个对象，并没有对对象进行retain操作，只是持有了一个指向他的指针
3.调用 [obj retainCount] 时 ，a.编译器会临时保留(retain)对象 b.获得并输出其retain count值 c.释放对象

所以尽管对象最初的 retain count 为 0,但由于 retainCount 方法的实现机制,它会临时保留对象来避免崩溃,这导致我们看到的输出 retain count 为 1。

__strong 修饰符的变量之间可以相互赋值

   id __strong obj0 = [[NSObject alloc] init];//对象A
   id __strong obj1 = [[NSObject alloc] init];//对象B
   id __strong obj2 = nil;
    obj0 = obj1;//obj0持有有obj1赋值的对象B的强引用，obj0被赋值。所以原先持有的a的强引用失效，此时b的强引用变量为obj1，obj0

由此__strong 修饰符的变量，不仅只在变量作用域中，在赋值上也能够正确地管理其对象的所有者。

类的成员变量也可以使用strong修饰

重点是当Test对象释放时，Test对象的obj_成员变量也会随之被释放

__weak修饰符

使用weak可以使我们取得对象但是并不持有对象
下面有一个代码例子进行解释

    id a = [[NSObject alloc] init];
    id __weak b = a;
    id c = a;
    NSLog(@"%lu", CFGetRetainCount((__bridge  CFTypeRef)a));
    NSLog(@"%lu", CFGetRetainCount((__bridge  CFTypeRef)c));
    a = nil;
    NSLog(@"%lu", CFGetRetainCount((__bridge  CFTypeRef)c));
    NSLog(@"%@", b);
    NSLog(@"%@", c);
    c = nil;
    NSLog(@"%@", b);
    NSLog(@"%@", c);

可以看到在ARC环境下a,b,c都指向了对象，但是引用计数只有2，这是因为weak是指向对象的指针但并不持有对象，并不会使引用计数加1

当我们将weak修饰符改为strong时，就会出现如下结果

    id a = [[NSObject alloc] init];
    id __strong b = a;
    id c = a;
    NSLog(@"%lu", CFGetRetainCount((__bridge  CFTypeRef)a));
    NSLog(@"%lu", CFGetRetainCount((__bridge  CFTypeRef)c));
    a = nil;
    NSLog(@"%lu", CFGetRetainCount((__bridge  CFTypeRef)c));
    NSLog(@"%@", b);
    NSLog(@"%@", c);
    c = nil;
    NSLog(@"%@", b);
    NSLog(@"%@", c);

循环引用

内存管理中会发生循环引用的问题，此时就需要用到__weak修饰符

正确的内存释放过程：
首先B对象是A对象的一个属性，也就是A持有B，现在要释放掉A，需要给A发送一个release消息，这时A的引用计数变为0，就要走delloc方法，delloc方法会对A所持有的全部对象发送release消息，当然也包括B，也就是对B进行release，此时B的引用计数也变为0，然后执行delloc，最后A与B都被释放掉了

- (void)dealloc {
    [_b release]; // 释放持有的 B 实例
    _b = nil;
    [super dealloc];
}

循环引用的产生：
解释：对象之间互相持有，形成闭环，导致谁也无法被正确释放
循环引用容易发生内存泄漏。所谓内存泄漏就是应当废弃的对象在超出其生存周期后继续存在。

过程：

• a.例如我们现在想让A释放,也就是让B给A发送release消息，此时B的属性强持有A,所以需要B在delloc方法中对A进行release
• b.我们想要让B执行delloc，就需要就持有B的A对象发送release消息给B
• c.想要A发送release消息给B，就需要A执行delloc方法
• d.想要A执行delloc方法就需要持有A的B对象发送release消息

如此循环往复，对象之间都在等对方给自己发送release消息，导致谁也无法执行，如此往复便造成了循环引用

当然循环引用并不只出现在变量中，还出现在协议与block中，后面在学习的过程中会专门写博客记录

接下来我们谈论一下如何解决这类问题：

因为我们知道weak可以使变量取得但并不持有对象，也就是说不会增加对象的引用计数，我们将对象中的属性用weak修饰符修饰就可以解决这个问题

使用weak时因为变量不持有对象，因此不会造成相互引用，当对象释放后weak变量会自动置为nil，也避免了野指针的情况

#pragma mark 持有对象的弱引用 MRC 在MRC下，没有__weak这样的自动nil置化特性    使用weak持有某对象弱引用时，对象被废弃，弱引用变量自动只为nil
    id __weak obj1 = nil;
    {
        id __strong obj0 = [[NSObject alloc] init];
        obj1 = obj0;;
        NSLog(@"%@", obj1);
    }
    NSLog(@"%@", obj1);

__unsafe_unretained修饰符

__unsafe_unretained是一个不安全的所有权修饰符，在MRC下使用来避免循环引用

但是与weak相比，其会产生悬垂指针

因此我们在使用**__unsafe_unretained必须保证对象存在**

什么时候使用__unsafe_unretained

• 其与weak相比，可能会有一些更好的性能，追求极致性能便可以使用__unsafe_unretained修饰
• 以及在早版本的iOS中需要使用__unsafe_unretained来代替__weak.
• 比如我们在访问单例或者全局变量时就可以使用这个修饰

__autoreleasing修饰符

ARC中不能使用autorelease方法以及NSAutoreleasePool类，但是实际上ARC有效时autorelease功能还是有作用的

1. 指定“@autoreleasepol 块”来替代“NSAutoreleasePool 类对象生成、持有以及废弃”这一范围

@autoreleasepool{
id __autoreleasing obj = [[NSObject alloc] init];
}

2. 为对象附加__autoreleasing修饰符代替autorelease方法，等价于在ARC无效时调用autorelease，即将对象注册到autoreleasepool
   
   但是我们一般不会显式地添加__autoreleasing，因为编译器会检查方法名是否以alloc/new/ copy/mutableCopy 开始，如果不是则自动将返回值的对象注册到autoreleasepool。
   例如：

@autoreleasepool f
id __strong obj = [NSMutableArray array];
}

访问附有__weak 修饰符的变量时，实际上必定要访问注册到autoreleasepool的对象

因为weak修饰符只持有对象的弱引用，因此访问引用对象时对象可能被遗弃。所以我们将对象注册到autoreleasepool可以确保对象存在
当将对象注册在autoreleasepool中，autoreleasepool会临时保留这个对象，直到作用域结束

另外在书上讲id *obj = id __autoreleasing *obj,以此类推NSObject **obj便成为了NSObject * _autoreleasing *obj，这里我们需要知道NSObject *__autoreleasing t1与NSObject __autoreleasing *t1有本质的不同：

• 前者指向对象的对象会在被赋值时加入到自动释放池
• 后者常在NSError错误处理中见到

在自动引用计数（ARC）管理的 Objective-C 环境中，当你使用双重指针（比如 NSError **error）作为方法参数时，ARC 会假定这个指针指向的对象是 __autoreleasing

总结来说，NSObject *__autoreleasing t2 是一个自动释放的对象指针，而 NSObject
__autoreleasing *t1 是指向一个自动释放对象指针的指针。

我们以一个代码例子来实验一下

@interface ViewController : UIViewController
@property (nonatomic, weak)NSObject *Obj1;
@property (nonatomic, weak)NSObject *Obj2;

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    [self test1];


}

- (void)test1 {
    NSLog(@"%@   %@", self.Obj1, self.Obj2);
    [self test2];
    NSLog(@"%@   %@", self.Obj1, self.Obj2);

}

- (void)test2 {
    NSObject *t1 = [[NSObject alloc] init];
    NSObject *__autoreleasing t2 = [[NSObject alloc] init];
    self.Obj1 = t1;
    self.Obj2 = t2;
    NSLog(@"%@   %@", self.Obj1, self.Obj2);

}

这段代码中因为test2中，t1超出变量作用域，同时self.obj1是被weak修饰的，并不持有对象，对象超出作用域自动销毁，因此第三行输出null。
而t2由于使用了 __autoreleasing,它的生命周期被延长到当前的自动释放池结束

它的生命周期被延长到当前的自动释放池结束"这句话的含义是:

• 使用__autoreleasing修饰的对象不会在创建它的作用域(通常是一个函数或@autoreleasepool块)结束时被立即释放。
• 相反,这个对象会被自动添加到当前的Autorelease Pool中,延长了它的生命周期。
• 直到当前的Autorelease Pool被销毁时,这个对象才会被最终释放。

@interface ViewController : UIViewController
@property (nonatomic, strong)NSObject *Obj1;
@property (nonatomic, strong)NSObject *Obj2;

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    [self test1];


}

- (void)test1 {
    NSLog(@"%@   %@", self.Obj1, self.Obj2);
    [self test2];
    NSLog(@"%@   %@", self.Obj1, self.Obj2);

}

- (void)test2 {
    NSObject *t1 = [[NSObject alloc] init];
    NSObject *__autoreleasing t2 = [[NSObject alloc] init];
    self.Obj1 = t1;
    self.Obj2 = t2;
    NSLog(@"%@   %@", self.Obj1, self.Obj2);

}

而这段代码中obj用了strong修饰，即使t1,t2作为局部变量超出了作用域，但是self.Obj1仍然持有这个对象，因此这个对象并不会被销毁，因此其仍然存在

四、ARC规则

• 不能使用retain/release/retainCount/autorelease
• 不能使用NSAllocateObject/NSDeallocateObject
• 必须遵守内存管理的方法名规则
• 不要显式调用dealloc
• 使用@autorelease块代替NSAutoreleasePool
• 不能使用区域（NSZone）
• 对象型变量不能作为C语言结构体的成员
• 显式转换id和void*

不要显式调用dealloc

dealloc 方法在大多数情况下还适用于删除已注册的代理或观察者对象。

五、属性