iOS 内存管理相关总结

内存管理是指软件运行时对计算机内存资源的分配和使用的技术。其最主要的目的是如何高效，快速的分配，并且在适当的时候释放和回收内存资源。

引言

面试题：iOS内管管理方式是什么？使用过MRC吗？

iOS中，分有两种内存管理方法：

• ARC ：自动引用计数
• MRC ：手动引用计数

现在的iOS程序中，都是使用ARC了。

自动引用计数：是指内存管理中对引用采取自动计数的技术

那么问题来了：

1. 哪些对象或者内容，可以使用此技术？
2. 引用是什么？计数又是什么？
3. iOS如何做到自动引用计数的？

内存管理 - 引用计数

引用计数是什么？

引用计数是计算机 编程语言 中的一种** 技术** 内存管理 ，是指将资源（可以是 对象 、 内存 或 磁盘 空间等等）的被 引用 次数保存起来，当被引用次数变为零时就将其释放的过程。使用引用计数技术可以实现自动资源管理的目的。
— — 截取自百度百科

引申一个iOS 内存分区 概念

因为OC是C语言的超集，所以OC的内存分区模式，可以说直接用的是C语言的内存分区模型

内存分区图

如上图，内存分区一共会分为5块：

• 栈区(stack)

  • 此区域存放局部变量
  • 函数跳转地址及相关参数
  • 此区域是从高地址到低地址分配内存的
  • 此区域内容不需要程序员管理

• 堆区(heap)

  • 分配我们通过alloc出的对象
  • 是从低地址到高地址分配内存的
  • 此区域内容必须由程序员进行管理

• 全局静态区
  此区域必须要程序员管理

• 常量区
  此区域不需要程序员管理

• 代码区

什么是引用计数？

通过解释可以看出，引用计数是用于内存管理的。解释中，被管理的目标是”对象”，那请问对象是什么来的？

在我们的编码过程中，需要进行内存管理的目标，分为两类：
对象 与 常量
对象：即为我们通常用alloc / new出来的
对象中，又分：
是否被全局或者静态修饰的对象
其他普通对象
常量：就是普通的内容，基本数据类型、字符串等都有可能

对于内存分区中的介绍中，只有在堆区的内容，需要我们做内存管理。而能进入到堆区的，是对象中普通对象。

创建并分配堆内存空间的对象，需要被引用并记录的是其被引用的次数。
所以称为”引用计数“

所以，需要使用引用计数来进行管理的目标 是 存放在堆区的由程序员手动创建出来的

引用计数的作用

• 当一个对象被创建并在堆内分配内存后，对象自身将会有一个属性-引用计数，此时引用计数为1
• 当有其他对象需要持有该对象时，引用计数+1
• 当有其他对象需要释放(放弃持有)该对象时，引用计数-1
• 当该对象的引用计数为0时，系统将会销毁对象并回收其内存地址

由此可见，系统通过对象的引用计数，控制着对象的生命周期，从而实现内存空间资源管理的目的

一个小补充：

本文并不打算做代码层面的测试，虽然，我们可以通过对对象[object retainCount]的方法来打印对象的引用计数
但是，在某些测试场景中，打印出的引用计数会是一个无限大的数，此为系统内部做了处理，且ARC下不建议直接使用retainCount方法，所以本文暂不做研究。有兴趣的，可以自己通过打印，看看数是多少(绝大多数情况下retainCount的数值还是正确的)~

iOS中有关引用计数的内存管理方法

iOS内存管理思考方式

• 自己生成的对象，自己所持有

id obj = [[NSObject alloc] init];

• 非自己生成的对象，自己也能持有

id obj = [NSMutableArray array];

• 不再需要自己持有的对象时释放

[obj release];
或者
[obj autorelease];

• 非自己持有的对象无法释放

了解有哪些方法，会对对象引用计数造成变更

• 生成并持有对象：alloc/new/copy/mutablecopy
  如此 引用计数+1
• 持有对象 ：retain
  如此 引用计数+1
• 释放对象 ：release/autorelease
  如此 引用计数 -1
• 回收对象 ：dealloc
  如此 将没有引用计数

前面引言中已经说了，iOS中，基于引用计数可以引申出两种内存管理方式：

1. ARC
2. MRC

MRC手动引用计数

即对象的引用计数管理，交由程序员手动处理，操作系统(iOS)不做任何干预，只在对象引用计数为0时，将对象在合适时机销毁。

自行添加各种对引用计数操作的代码，这样，代码量将会增加，并一不小心，就会出现内存泄漏的问题

所以，在ARC出现后，基本上已经放弃了MRC的操作了，只要一些可能的老旧第三方库还在使用吧。(这个，也应该基本没有了，当然不排除还有些在用MRC的)

ARC自动引用计数

本质部分在引用计数式内存管理层面，ARC并没有改变，也是使用引用计数来管理对象。只是ARC自动的帮助我们处理”引用计数“相关部分

ARC独有内存管理思考方式

首先声明一点：iOS内存管理思考方式思考方式就是因为ARC的引用所带来的变化而且思考出的一个结论，此结论对ARC和MRC均有效，但ARC多了一个所有权声明

ARC — 所有权修饰符

简单的说，就是ARC下，使用所有权修饰符，告诉编译器对此对象做何种内存相关操作。

所有权修饰符有4钟：

• �__strong
• __weak
• __unsafe_unretained
• __autoreleasing

__strong

是所有id类型和对象的默认所有权修饰符
作用：强持有此对象，在对象超出其作用域时，强引用失效，释放此对象

代码演示：

--- ARC ---
{
    id obj = [NSObject new];
}

--- MRC ---
{
    id obj = [NSObject new];
    [obj release];
}

上面两段代码等价！即出了作用域了，将obj释放
__strong不仅可以作用在局部变量上，也可以作用在成员变量、属性上。作用一致，只是需要释放的位置，可能不同。成员变量和属性，需要在对象被释放前释放掉

__weak

__strong所有权，将对象强持有，如果释放不当或者使用不当，将会造成APP一个名场面 ：****循环引用****

所以__weak的作用：提供弱引用，不能持有对象实例，即不会造成对象引用计数的改变
因为使用了__weak不持有对象，当对象超出作用域后，会被立即释放

循环引用是因为有两个对象相互强引用导致，用__weak打破两者间相互强引用的关系，即可解决循环引用的问题。

__unsafe_unretained和__autoreleasing

一个是不安全不引用修饰符，一个是自动释放修饰符
前者因为其使用会造成程序出现不确定的异常，所以基本不用
后者因为在ARC下，无法使用autorelease方法，所以也是基本不使用

所有权修饰符和属性的修饰符对应关系如下所示：

• assign 对应的所有权类型是 __unsafe_unretained
• copy 对应的所有权类型是 __strong
• retain 对应的所有权类型是 __strong
• strong 对应的所有权类型是 __strong
• unsafe_unretained对应的所有权类型是__unsafe_unretained
• weak 对应的所有权类型是 __weak

ARC有效使用规则

1. 不能使用 retain/release/retainCount/autorelease
2. 不能使用NSAllocateObject/NSDeallocateObject
3. 必须遵守内存管理的方法命名规则
4. 不要显式调用dealloc
5. 使用@autoreleasepool块代替NSAutoreleasePool
6. 不能使用区域
7. 对象型变量不能作为C语言结构体的成员
8. 显式转换id和void *

ARC不适用场景 —— Core Foundation对象

ARC对C语言编写的Core Foundation框架中对象无效，所以，使用了该框架中的对象，需要使用其对应的引用计数方法CFRetain/CFRealease

Foundation框架与Core Foundation框架对象的区别，只是在哪个框架下生成而已，生成之后，可以在不同框架下使用。

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