iOS学习之Object-C语言内存管理

一、内存管理的方式

     1、iOS应用程序出现Crash(闪退)，90%的原因是因为内存问题。

     2、内存问题：

     1)野指针异常：访问没有所有权的内存，如果想要安全的访问，必须确保空间还在。

     2)内存泄露：空间使用完之后没有及时释放。

     3)过度释放：对同一块存储空间释放多次，立刻Crash。

     4)内存溢出：所有存储空间被占用。

     3、内存管理方式

          1)垃圾回收机制(Garbage-Collection)。

            Java开发中一直使用的就是垃圾回收技术，Mac OS开发中使用，iOS开发为了代码时效性而不使用垃圾回收技术。

          程序员只需要开辟内存空间，不需要释放，由系统判断哪些空间不再被使用，并回收这些内存空间，自动完成垃圾回收。

          2)MRC(Manual Reference Counting)。

          人工引用计数：内存的开辟和释放都由程序代码进行控制。相对于垃圾回收来说，对内存的控制更加灵活，可以在需要释放的时候及时释放。

          3)ARC(Auto Reference Counting)。

          自动引用计数：iOS 5.0的编译器特性，他允许用户只开辟空间，不用去释放空间。它不是垃圾回收！它的本质还是MRC，只是编译器帮程序员默认加了释放的代码。

          4)iOS支持两种内存管理方式：ARC和MRC。

          5)MRC的内存管理机制是：内存技术，都是引用计数来管理内存。

          6)ARC是基于MRC的。 

二、引用计数机制，影响引用计数的各种方法

     1、引用计数    

          p2、p3、p4即为野指针。

          OC采用引用计数机制管理内存，每个对象都有一个引用计数器，用来记录当前对象的引用次数。当一个新的引用指向对象时，引用计数器就加1，当去掉一个引用时，引用计数就减1。当引用计数到零时，表示没有任何对象对该对象引用，那么这时候系统会自动调用dealloc方法来回收该对象的存储空间/该对象的空间就被系统回收。

     2、影响引用计数的方法

          retainCount 获取对象的引用计数。(retainCount它是MRC才有的机制，所以如果使用需要将ARC改为MRC)。

             使计数器加1的方法：alloc，retain，copy。

          1)+alloc 开辟内存空间，让被开辟的内存空间的引用计数从0变为1.

          2)-retain 引用计数加1，如果对象之前引用计数为1，retain之后变为2，如果引用计数是5，retain之后变为6。

          3)-copy 把某一对象的内容拷贝一份，拷贝出新的对象，原有对象的引用计数不变，新的对象的引用计数变1。

          使计数器减1的方法：release，autorelease。

          4)-release 引用计数立即减1，如果对象之前的引用计数为4，release之后变为3，如果之前引用计数是1，release之后变为0，内存被系统回收。

          5)-autorelease 未来的某一时刻引用计数减1，如果对象之前引用计数为4，autorelease之后仍然为4，未来某个时刻会变为3。

     3、autoreleasepool的使用

          通过autoreleasepool自动释放池，控制autorelease对象的释放。向一个对象发送autorelease消息，该对象就会添加到离autorelease最近的自动释放池中，当自动释放池销毁时，为池中的每一个对象发送release消息。

 

三、内存管理的基本原则

     1、凡是使用了alloc、retain或者copy让内训的引用计数增加了，就需要使用release或者autorelease让内存的引用计数减少。在一段代码内，增加和减少的次数要相等。

     2、如果增加的次数大于减少的次数，会造成内存泄漏。

Person *person10 = [[Person alloc] init];

        [person10 retain];

        [person10 release];

 

Person *person13 = [[Person alloc] init];
        person13 = nil;

        [person13 release];

        // [nil release]此消息不能发送

     3、如果增加的次数小于减少的次数，会造成过度释放。

Person *person11 = [[Person alloc] init];
        [person11 release];

        [person11 release];

     4、如果增加的次数等于减少的次数，还继续访问，造成野指针问题。

Person *person12 = [[Person alloc] init];

        [person12 retain];

        [person12 release];

        [person12 release];

        NSLog(@"person12 = %lu", person12.retainCount);

 

四、协议

     1、Protocol(协议)，是iOS开发中常用的技术。

     2、协议是一套标准(一堆方法的声明)，只有.h文件。就像一张任务清单(或便利贴)，上面写了一堆需要处理的事。清单交给谁，谁就要去完成清单上规定的任务。

     3、接受协议的类实现协议中定义的方法。即：清单交给谁，谁就要去完成清单上规定的任务。

     4、协议中的方法默认是必须实现的，即@required。关键字@optional修饰的方法是可选的，可实现也可不实现。

     5、协议的使用：在类的.h文件中，在当前类父类的后面使用一对尖括号<>，遵循协议，一个类可以遵循多个协议，每个协议用逗号隔开。

     @interface Person : NSObject<MarryProtocol,NSCopying>

五、内存拷贝

     1、跟retain不同，一个对象想要copy，生成自己的副本，需要服从NSCopying协议，定义copy的细节(如何copy)。如果类没有接受NSCopying协议而给对象发送copy消息，会引起crash。

     2、NSCopying协议中的方法：

@protocol NSCopying

- (id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone;

@end

     3、根据copyWithZone：方法的实现不同，拷贝分为三种类型：

          1)伪拷贝:拷贝地址,相当于retain操作,引用计数加1。     

           - (id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
    return [self retain];

} 

          2)浅拷贝:对象开辟新的空间,但是两个对象的实例变量指向同一块空间。

           - (id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
    Person *copyPer = [[Person allocWithZone:zone] init];
    copyPer.name = self.name;
    copyPer.gender = self.gender;
    return copyPer;

}

          3)深拷贝:对象开辟新的空间，两个对象的实例变量也指向不同的空间。

           - (id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
    Person *copyPer = [[Person allocWithZone:zone] init];
    copyPer.name = [self.name mutableCopy];
    copyPer.gender = [self.gender mutableCopy];
    return copyPer;

}

六、总结

     1、OC借助了引用计数机制去管理内存，凡是使用了alloc、copy、retain等方法，增加了引用计数，就要使用release和autorelease减少引用计数，引用计数为0的时候，对象所占的内存，被系统回收。

     2、autorelease是未来某个时间(autoreleasepool销毁)引用减1，不是即时的。

     3、不是任何对象都可以接受copy消息，只有接受了NSCopying协议的对象才能接收copy消息。