Objective-C 内存管理

  • 内存管理

    在任何编程语言中,内存管理都是最重要的过程之一。它是在需要时分配对象内存并在不再需要时释放对象内存的过程。管理对象内存关系到性能。如果应用程序不释放不需要的对象,则其内存占用量会增加,并且性能会受到影响。Objective-C内存管理技术可以大致分为两种类型。
    • “手动保留释放”或称MRR
    • “自动引用计数”或称ARC
  • “手动保留释放”(MRR)

    在MRR中,我们通过自己跟踪对象来显式管理内存。这是使用Foundation类NSObject与运行时环境一起提供的称为引用计数的模型来实现的。MRR和ARC之间的唯一区别是,保留和释放是由我们在前者中手动处理的,而由我们在后者中自动处理。下图代表了Objective-C中内存管理的工作方式示例。
    上图显示了A类对象的内存生命周期。如您所见,保留计数显示在对象的下方,当对象的保留计数变为0时,该对象被完全释放,其内存被释放以供其他对象使用。类首先使用NSObject中可用的alloc/init方法创建对象。现在,保留计数变为1。现在,类B保留了类A的对象,并且类A的对象的保留计数变为2。然后,类C复制该对象。现在,它被创建为类A的另一个实例,并且实例变量的值相同。此处,保留计数为1,而不是原始对象的保留计数。这由图中的虚线表示。类C使用释放方法释放了复制的对象,并且保留计数变为0,因此该对象被破坏。对于初始的A类对象,保留计数为2,必须将其释放两次才能销毁。这是通过Class A和Class B的release语句将保留计数分别递减为1和0来完成的。最后,对象被销毁。
    MRR基本规则
    • 我们拥有我们创建的任何对象:我们使用名称以“ alloc”,“ new”,“copy”或“ mutableCopy”开头的方法创建对象
    • 我们可以使用keep来获得对象的所有权:通常可以保证接收到的对象在接收该对象的方法中保持有效,并且该方法还可以安全地将该对象返回给其调用者。我们在两种情况下使用保留-
      • 在访问器方法或init方法的实现中,要获取我们要存储为属性值的对象的所有权。
      • 防止由于其他操作的副作用而使对象无效。
    • 当我们不再需要它时,我们必须放弃对自己拥有的对象的所有权:我们通过发送释放消息或自动释放消息来放弃对对象的所有权。因此,在可可术语中,放弃对象的所有权通常称为“释放”对象。
    • 您不得放弃不拥有的对象的所有权:这只是先前明确规定的先前策略规则的必然结果。
    
    #import <Foundation/Foundation.h>
    
    @interface SampleClass:NSObject
    - (void)sampleMethod;
    @end
    
    @implementation SampleClass
    - (void)sampleMethod {
       NSLog(@"Hello, World! \n");
    }
    
    - (void)dealloc  {
      NSLog(@"Object deallocated");
      [super dealloc];
    }
    
    @end
    
    int main() {
       NSAutoreleasePool * pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
       
       /* my first program in Objective-C */
       SampleClass *sampleClass = [[SampleClass alloc]init];
       [sampleClass sampleMethod];
       
       NSLog(@"Retain Count after initial allocation: %d", 
       [sampleClass retainCount]);
       [sampleClass retain];
       
       NSLog(@"Retain Count after retain: %d", [sampleClass retainCount]);
       [sampleClass release];
       NSLog(@"Retain Count after release: %d", [sampleClass retainCount]);
       [sampleClass release];
       NSLog(@"SampleClass dealloc will be called before this");
       
       // Should set the object to nil
       sampleClass = nil;
       [pool drain];
       return 0;
    }
    
    现在,当我们编译并运行程序时,我们将得到以下结果。
    
    2020-08-25 10:30:53.238 helloWorld[13092:2856] Hello, World!
    2020-08-25 10:30:53.244 helloWorld[13092:2856] Retain Count after initial allocation: 1
    2020-08-25 10:30:53.244 helloWorld[13092:2856] Retain Count after retain: 2
    2020-08-25 10:30:53.244 helloWorld[13092:2856] Retain Count after release: 1
    2020-08-25 10:30:53.244 helloWorld[13092:2856] Object deallocated
    2020-08-25 10:30:53.244 helloWorld[13092:2856] SampleClass dealloc will be called before this
    
  • “自动引用计数”(ARC)

    在“自动引用计数”或ARC中,系统使用与MRR相同的引用计数系统,但是它会在编译时为我们插入适当的内存管理方法调用。强烈建议我们将ARC用于新项目。如果我们使用ARC,尽管在某些情况下可能会有所帮助,但通常无需了解本文档中描述的基础实现。有关ARC的更多信息,请参阅过渡到ARC发行说明。如上所述,在ARC中,我们无需添加release和keep方法,因为编译器会注意这一点。实际上,Objective-C的基本过程仍然相同。它在内部使用保留和释放操作,使开发人员更容易编写代码而无需担心这些操作,这将减少编写的代码量和内存泄漏的可能性。在Mac OS-X中,还有另一种称为垃圾收集的原理与MRR一起使用,但是自从OS-X Mountain Lion中弃用垃圾回收以来,就没有与MRR一起讨论过。另外,iOS对象从未具有垃圾回收功能。借助ARC,在OS-X中也无需使用垃圾收集。这是一个简单的ARC示例。
    
    #import <Foundation/Foundation.h>
    
    @interface SampleClass:NSObject
    - (void)sampleMethod;
    @end
    
    @implementation SampleClass
    - (void)sampleMethod {
       NSLog(@"Hello, World! \n");
    }
    
    - (void)dealloc  {
      NSLog(@"Object deallocated");
    }
    
    @end
    
    int main() {
       /* my first program in Objective-C */
       @autoreleasepool {
          SampleClass *sampleClass = [[SampleClass alloc]init];
          [sampleClass sampleMethod];
          sampleClass = nil;
       }
       return 0;
    }
    
    <
    现在,当我们编译并运行程序时,我们将得到以下结果。
    
    2020-08-25 04:45:47.310 demo[8385] Hello, World!
    2020-08-25 04:45:47.311 demo[8385] Object deallocated