Objectivc-C内存管理浅析

引用计数

将对象比作房间里的灯,将房间里的人比作指向对象的变量,房间里有多少个人,对灯的引用计数就是多少。当房间里的人为0时,就可以关灯了,此时引用计数为0。

MRC (Manual Reference Counting) 手动引用计数

谁申请,谁释放。
调用alloc或是retain方法后,引用计数加1。
调用release后,引用计数减1。
引用计数为0时,会调用dealloc方法废弃对象。

ARC (Automatic Reference Counting) 自动引用计数

只管使用,不必理会释放,由编译器进行内存管理。

copy 与 mutableCopy方法

深拷贝

拷贝内容至新的内存。原变量指向的地址引用计数不变,新变量引用计数为1。

浅拷贝

原变量的引用计数+1,新变量的引用计数与原变量的相同。

先上结论:
  1. mutableCopy 方法
  • 全部都是深拷贝。
  • 对于具有mutable子类的类型(如NSString,NSArrray), 得到是可变对象;
  • 对于不具有mutable子类的类型,如自定义类实现了NSMutableCopying协议的,返回的依然是不可变类型。
  1. Copy方法
  • 对于常量类型和不可变类型,都是浅拷贝。大部分都是引用计数+1(也许有的变量没有引用计数的概念,如NSTaggedPointerString类型,还有NSArray等有待考证)
  • 对于可变类型和自定义的类,都是深拷贝。得到的变量都是不可变的。
验证结论(可忽略)
  • mutableCopy 方法
    全部都是深拷贝 且具有可变子类的对象的值是可变的。看代码:(仅仅列出常量类型的深拷贝,对于不可变类型和可变类型就不列代码了)
NSString *name = @"Heelo2093320939329332323232332332323223";
NSDictionary *hot = @{@"key":@"ball"};
NSArray *friends = @[@"li",@"Wa"];

NSString *nameCopy = [name mutableCopy];
NSDictionary *hotCopy = [hot mutableCopy];
NSArray *friendsCopy = [friends mutableCopy];

Animal *ani = [Animal new];
Animal *cat = [ani mutableCopy];

NSLog(@"%d", name==nameCopy);
NSLog(@"%d", hot==hotCopy);
NSLog(@"%d", friends==friendsCopy);
NSLog(@"%d", ani==cat);

[((NSMutableString*)nameCopy) replaceCharactersInRange:NSMakeRange(0, 1) withString:@"2"];
((NSMutableDictionary*)hotCopy)[@"key"] = @"Ha";
((NSMutableArray*)friendsCopy)[0] = @"Swift";

NSLog(@"%@,%@,%@",nameCopy,hotCopy,friendsCopy);

结果:
0 0 0 0
1eelo2093320939329332323232332332323223
{Ha=ball}
(Swift, ball)

从结果看,copy后的变量地址变了,所以是深拷贝, 且有可变子类的对象修改值成功,说明是可变的。

为什么NS类的mutableCopy返回的对象都是可变的,因为调用mutableCopy方法,实际上是调用NSObject的NSMutableCopying协议方法,实现了该协议的类,返回的对象,若该类有可变类,则返回可变类对象。

  • Copy方法
    对于NS开头的类,常量和不可变对象,浅拷贝。(暂不考证引用计数),对于可变对象和自定义的类,深拷贝。结果均为不可变。
- 常量值的copy
NSString *name = @"Pao";
NSNumber *age = @3;
NSDictionary *hot = @{@"key":@"ball"};
NSArray *friends = @[@"Le",@"Bao"];

NSString *nameCopy = [name copy];
NSNumber *ageCopy = [age copy];
NSDictionary *hotCopy = [hot copy];
NSArray *friendsCopy = [friends copy];

NSLog(@"%d", name==nameCopy);
NSLog(@"%d", hot==hotCopy);
NSLog(@"%d", friends==friendsCopy);
NSLog(@"%d", age==ageCopy);
结果:1 1 1 1 
说明copy后的变量与原变量相同,所以为浅拷贝。

- 不可变非常量
NSMutableString *name = [[[NSMutableString alloc] initWithString:@"Heelo2093320939329332323232332332323223"] copy ] ;
NSDictionary *hot = [[[NSMutableDictionary alloc] initWithDictionary:@{@"key":@"ball"}] copy];
NSArray *friends = [[[NSMutableArray alloc] initWithArray:@[@"Le",@"Bao"]] copy];

NSString *nameCopy = [name copy];
NSDictionary *hotCopy = [hot copy];
NSArray *friendsCopy = [friends copy];

NSLog(@"%d", name==nameCopy);
NSLog(@"%d", hot==hotCopy);
NSLog(@"%d", friends==friendsCopy);
结果:1 1 1
说明copy后的变量与原变量相同,所以为浅拷贝。

//可变变量
NSMutableString *name = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"Heelo2093320939329332323232332332323223"];
NSDictionary *hot = [[NSMutableDictionary alloc] initWithDictionary:@{@"key":@"ball"}];
NSArray *friends = [[NSMutableArray alloc] initWithArray:@[@"Le",@"Bao"]];

NSString *nameCopy = [name copy];
NSDictionary *hotCopy = [hot copy];
NSArray *friendsCopy = [friends copy];

NSLog(@"%d", name==nameCopy);
NSLog(@"%d", hot==hotCopy);
NSLog(@"%d", friends==friendsCopy);
结果:0 0 0
说明copy后的变量与原变量不相同,所以为深拷贝,且变量的值不可修改,说明是不可变对象。

@property修饰符 strong、copy、weak

strong 引用计数+1。
copy 同copy方法的使用。

weak
  • 不持有对象,不改变引用计数。
  • 不生成getter和setter,不会生成ivar指针。
  • 不会自动实现@synthesize绑定实例变量。

遇到的问题?

  1. NSMutableString 对象copy后,得到的对象 调用isKindOfClass判断是否NSMutableString的实例,得到的结果是YES,理论上应该是NO,因为得到的对象确实是不可变的,我很疑惑。

  2. CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(obj)) 使用该方法获得引用计数,会持有obj对象,即会导致引用计数+1 ,我想这应该是__bridge的问题,但不确定。最后使用kvc的方法得到引用计数d值valueForKey:@"retainCount"。

  3. NSArray 与NSDictionary,和 NSTaggedPointerString (即用ascii码64位可以表示的字符串,如“abc”)对象,通过KVC,未取到其引用计数的值。

  4. Runtime 到底是干了些什么事,在什么时候做的?

参考文档

苹果runtime开源网址
苹果runtime开源代码下载
深入理解Objective C的ARC机制
Copy与MutableCopy深入解析
iOS在ARC中引用计数的获取
NSString存储管理--NSTaggedPointerString
iOS开发之__bridge,__bridge_transfer和__bridge_retained
Objective-C浅拷贝和深拷贝
iOS中的runtime源码简要分析(一)
__weak修饰符的实现原理

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