IOS5 ARC(自动引用计数器) 一些属性介绍

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自从引进了iOS5，iPhone，iPad，iPodTouch编程改变了很多。整个runtime和objective-c的编码方式发生了戏剧性的改变。ARC(Automatic Reference Counting - 自动引用计数)技术现在引入到LLVM编译器(LLVM Compiler)中，在某些方面，使程序更加灵活，另一方面使runtime更加脆弱。在这章中，我们将谈论，在objective-c runtime ARC下，如何使用对象，以及怎么管理它们。

从手工引用计数到自动引用计数(ARC)
Problem

学习Automatic Reference Counting(自动引用计数器)，苹果的新的编译器解决了令人头痛的问题：在Objective-C中，当使用对象的时候，处理对象，以及管理内存。

Solution

由最新的LLVM编译器引进的新的属性存储技术：strong， weak，和unsafe_unretained

Discussion

在最新的LLVM编译器中，是使用了Automatic Reference Counting(ARC)，我们需要处理strong,weak,或者unsafe和unretained存储技术。在ARC模式之下的对象，是由：

strong：这种类型的对象在run-time的时候自动增加引用计数，并在它的范围结束之前有效，之外就会被自动释放【will be valid until the end of its scope, where it will automatically be released】。熟悉Objective-C传统的内存管理办法，这个关键字和retain关键字相似。

weak：这是 “归零弱引用 - zeroing weak referencing”。如果变量使用这个关键字定义，当对象(变量指向的内存)被销毁了，这个变量被设置为nil。例如，你有一个strong的string属性和一个weak的string属性，并将weak属性的值设置为strongoing属性的值，当strong属性被销毁了，那么weak属性就会被设置为nil。

unsafe_unretained：简单的将一个变量指向另一个变量。设置对象的新数值，不会增加它的引用计数，它只是简单的为变量分配了一个对象。

默认，所有的局部变量(local variables)是strong变量。相反，属性必须明确指定它们的存储属性( storage attribute )。换句话，除了存储属性(a storage attribute，默认的是 strong properties)，编译器不会承担所有属性的管理。所以，你需要确定将你的属性指定为存储属性(a storage attribute)。让我们看一看strong属性的例子。
#import <UIKit/UIKit.h>

@interface Moving_from_Manual_Reference_Counting_to_ARCAppDelegate : UIResponder <UIApplicationDelegate>

@property (strong, nonatomic) UIWindow *window;

@property (nonatomic, strong) NSString *string1;

@property (nonatomic, strong) NSString *string2;

@end

如果使用@"String 1"初始化string1，并将string1的属性值分配给string2，那么有着存储属性(storage attribute)的string2属性将会保存string1的值，即使在string1销毁后，string2仍然保存@"String 1"值。
#import "Moving_from_Manual_Reference_Counting_to_ARCAppDelegate.h"

@implementation Moving_from_Manual_Reference_Counting_to_ARCAppDelegate
@synthesize window = _window;

@synthesize string1;

@synthesize string2;
- (BOOL) application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions{

self.string1 = @"String 1";

self.string2 = self.string1; self.string1 = nil;

NSLog(@"String 2 = %@", self.string2);
self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame: [[UIScreen mainScreen] bounds]];

self.window.backgroundColor = [UIColor whiteColor];

[self.window makeKeyAndVisible];

return YES;

}

输出为：String 2 = String 1

      在声明属性(declaring properties)的时候strong, weak, unsafe_unretained会经常被用到。即使在声明局部变量的时候你也可以使用这些存储说明符(storage specifiers)，但是你需要对说明符做一点修改。strong等效的嵌入说明符为__strong，weak等效的嵌入说明符为__weak，unsafe_unretained等效的嵌入说明符为__unsafe_unretained。(记住这些关键字是以2个下划线开头)，例子如下：
                  - (BOOL) application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions{
                  /* All local variables are by default strong so just emphasis that.

We really don't have to mention __strong for the first variable but to make it clear,

we will set it. No harm in doing so. */
__strong NSString *yourString = @"Your String";

__weak NSString *myString = yourString;

yourString = nil;

__unsafe_unretained NSString *theirString = myString;

                  /* All pointers will be nil at this time */
                  self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame:[[UIScreen mainScreen] bounds]];
                  self.window.backgroundColor = [UIColor whiteColor];

[self.window makeKeyAndVisible];

return YES;

                  }

         当程序员声明的object被销毁了，这时候要解决很多问题，但是，ARC中的“归零弱引用 - zeroing weak referencing”很有用，帮助程序员解决这种情况下的很多问题。weak引用：当指针指向的对象被销毁了，那么weak引用的对象(a zeroing reference's object)会被设置为nil。所有指向被回收对象的weak引用(the weak referencing pointers)，都会被设置为nil。
      unsafe_unretained存储说明符是真正安全的，就像它的名字寓意。它安全的原因是：当unsafe_unretained变量指向的对象(object)被回收销毁了，这个变量会被设置为nil，并且将会指向内存中的a dangling location。访问这个地址可能引起程序的崩溃。为了避免这种情况，你应该使用“归零弱引用存储说明符 - zeroing weak referencing storage specifier”，weak或者内嵌(inline equivalent)说明符。
      我们看一下“归零弱引用存储说明符 - zeroing weak referencing storage specifier”的例子：
                  #import <UIKit/UIKit.h>

@interface Moving_from_Manual_Reference_Counting_to_ARCAppDelegate : UIResponder <UIApplicationDelegate>
@property (strong, nonatomic) UIWindow *window;

@property (nonatomic, strong) NSString *string1;

                  @property (nonatomic, weak) NSString *string2;
                  @end

      如果程序第一次运行，我们将会初始化strong类的string1属性，然后将string1分配给string2.然后我们将string1的值设为nil。然后我们等待，这绝对是至关重要的。如果我们在将string1设置为nil之后立即答应string2的值，可能你会得到不正确的结果，而不是nil。所以，你需要确保你的应用程序的runloop除去所有无效的对象。为了实现这个目标，我们在应用程序将要进入后台的时候，我们将打印string2的值。(这是在用户将另一个应用程序移到前台时，你的应用程序进入后台)。一旦程序在后台运行，我们知道runloop已经除去了内存中所有无效对象，并且我们得到的结果将是正确的：
                  /* 3 */

- (BOOL) application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions{

self.string1 = [[NSString alloc] initWithUTF8String:"String 1"];

self.string2 = self.string1; self.string1 = nil;

/* All pointers will be nil at this time */

self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame: [[UIScreen mainScreen] bounds]];

self.window.backgroundColor = [UIColor whiteColor];

[self.window makeKeyAndVisible];
return YES;

}
- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application{

                                                NSLog(@"String 2 = %@", self.string2);
                  }
      现在运行程序，等到1-2秒钟后，点击Home按钮。你将会注意到接下来的结果将会被打印到控制台中：
                           String 2 = (null)

      这很容易证明ARC的“归零弱引用 - zeroing weak referencing”，实现的很完美。现在检查unsafe_unretained存储说明符是多么的危险，代码例子：
                  #import <UIKit/UIKit.h>

@interface Moving_from_Manual_Reference_Counting_to_ARCAppDelegate : UIResponder <UIApplicationDelegate>
@property (strong, nonatomic) UIWindow *window;

@property (nonatomic, strong) NSString *string1;

                  @property (nonatomic, unsafe_unretained) NSString *string2;
                  @end
      AppDelegate的实现部分，就像我们之前实现的一样，在程序进入后台的时候打印string2的值，并重复打开和最小化程序的操作，程序和crash！这就意味但我们的应用程序被送到后台的时候，我们试图打印内存中无效对象(string2指向的对象)的内容。既然，string2属性不安全并且 unretained(没有retain)，所以string2不知道它指向的对象(in string1)，当string1被设置为nil，已经被回收销毁。
      除了，上述的3个存储说明符(storage specifiers)，我们还可以使用__autoreleasing说明符。当我们想要向方法传递对象的引用的时候，这个存储说明符(storage specifiers)是最方便的。例如，如果方法需要向调用方法(the caller method)，传递一个NSError的error对象，方法将会向调用方法(the caller method)传递一个未初始化并且未分配的NSError实例对象。这就意味着调用者不需要分配这个error对象，所以，我们的方法就应该这样做。为了实现这个，error参数需要是自动释放对象，在合适的时间点的时候，通过runtime释放。
                  - (void) generateErrorInVariable:(__autoreleasing NSError **)paramError{ //the caller method，声明参数的类型是自动释放的类型
                           NSArray *objects = [[NSArray alloc] initWithObjects:@"A simple error", nil];
                           NSArray *keys = [[NSArray alloc] initWithObjects:NSLocalizedDescriptionKey, nil];
                           NSDictionary *errorDictionary = [[NSDictionary alloc] initWithObjects:objects forKeys:keys];
                           *paramError = [[NSError alloc] initWithDomain:@"MyApp" code:1 userInfo:errorDictionary];

}

- (BOOL) application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions{

NSError *error = nil;

[self generateErrorInVariable:&error];

NSLog(@"Error = %@", error);

self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame: [[UIScreen mainScreen] bounds]];

self.window.backgroundColor = [UIColor whiteColor]; [self.window makeKeyAndVisible];

return YES;

}