Objective-C内存管理

　　内存管理有多重要？百度一堆理论知识看了忘，忘了又看，然后又忘，似乎总是揭不开内存管理这一层面纱。最近接触iOS开发，需要了解手机APP的一些底层知识，现在总算觉得对内存管理的重要性有些理性的认识了。首先从APP闪退的原因说起。APP闪退通常有两种原因：一种是程序逻辑错误；另一种是内存消耗过多，被系统kill掉了。苹果手机里的APP操作流畅得益于苹果公司对APP内存消耗进行了限制，开发者开发的APP对内存的消耗如果超过了其规定的阈值是经常发生闪退的，这样用户体验差，就会遭到冷落，如此，开发者就喝西北风去了。这种霸王态度迫使开发者对内存进行精细管理，保证了iOS上APP的质量要比Android系统上的高。在MRC时代（iOS4.3之前），iOS开发对程序员的要求是非常高的，因此工资也普遍比Android程序员高。Android可做不到这点，因为Java使用垃圾回收机制来自动管理内存，将内存管理的控制权完全交给了JVM，因此不能精确管理内存。所以Android机一直在拼内存，拼硬件，什么双核、四核、八核、十六核等。　　

　　在OC中，任何继承自NSObject类的对象都需要我们进行内存管理，某些基本数据类型（如intfloatdoublestruct等）则不需要。理解内存管理首先要知道什么是引用计数，因为这个计数器是系统用来判断是否回收该对象的唯一依据：当我们的引用计数为0的时候，系统会毫不犹豫回收当前对象。引用计数器就是每个对象内部保存的一个与之相关的整数而已。

当使用alloc（不是init，alloc是分配内存，init是初始化）、new、或copy等创建一个对象时，其引用计数器被设置为1；
给对象发送一条retain消息（即调用该对象的retain方法，发送消息就是调用方法），可以使引用计数器值加1；
给对象发送一条release消息，可以使引用计数器值减1；
当一个对象的引用计数器值为0时，那么它将被销毁，其占用的内存被系统回收，OC也会自动向对象发送一条dealloc消息，通知对象你将要被销毁，一般会重写dealloc方法，在这里释放相关资源，一定不要直接手动调用dealloc方法（dealloc方法相当于对象的遗嘱）；
可以给对象发送retainCount消息获得当前的引用计数器值。

　　OC中有两种内存管理方式，一种是手动管理（MRC，手动引用计数），一种是自动管理（ARC，自动引用计数），尽管在iOS4.3之后ARC的出现把开发人员从繁琐的内存管理工作中解脱出来，而且现在的新项目一般都采用ARC，但是我们也有必要对MRC有所了解，因为ARC仅仅是Xcode编译器帮我们做了MRC时代需要手动去做的事，原理还是一样的，想要对底层原理理解得更深一些一定要好好研究下~

　　对象是如何被创建的？一般创建对象的过程有三步，以Person * p = [[Person alloc] init];为例：

分配内存空间，存储对象（alloc）
初始化成员变量（init）
反回对象的指针地址（=）

手动内存管理原则：

1.谁创建，谁释放（“谁污染谁治理”）。如果你通过alloc、new或copy来创建一个对象，那么你必须调用release或autorelease。

2.除了alloc、new或copy之外的方法创建的对象一般都被声明了autorelease；

3.谁retain，谁release。只要调用了retain，无论这个对象是如何生成的，你都要调用release。

手动管理内存主要是为了避免两种情况：野指针操作和内存泄漏（内存溢出）。一个一个来看：

野指针操作

　　野指针是指指向一块已经不存在的内存空间的指针。

 1 void test()
 2 {
 3     //retainCount = 1
 4     Person * p = [[Person alloc] init];
 5     
 6     p.age = 10;
 7     NSLog(@"%@",p);
 8     
 9     //retainCount = 0
10     //系统已经将p所指向的对象回收了
11     //EXC_BAD_ACCESS 访问了不可访问的内存空间
12     //被系统回收的对象我们称之为僵尸对象
13     //默认情况下xcode为了提高编码效率,不会时时检查僵尸对象
14     
15     [p release];
16     
17     //        NSLog(@"p所指向的对象回收了 %@",p);
18     //        p.age = 20;//[p setAge:20];
19     [p run];
20  
21 }

　　第15行代码已经将指针变量p所指向的对象释放，但第19行代码又对p进行访问，这就导致了野指针操作。如果你确定当前作用于中的对象已经不会再被使用了,为了防止野指针操作,通常我们会把不在使用的指针变量赋值为nil。

 1 void test2()
 2 {
 3     Person * p = [[Person alloc] init];
 4     p.age = 20;
 5     
 6     NSLog(@"%@",p);
 7     
 8     [p release];
 9 
10     p = nil;
11     
12     p.age = 30;//[nil setAge:30];
13     [p run]; //[nil run];
14     //避免野指针操作的方法 [nil resele]
15 
16 }

内存泄漏

　　内存泄漏是指不再被使用的对象一直存在内存中没有被销毁，这样会无休止地占用系统资源，可不是内存里破了个洞啊（以前我是这么认为的~）。

 1 void test3()
 2 {
 3      //内存泄漏第一种情况
 4      Person * p = [[Person alloc] init];
 5      p.age = 20;
 6      NSLog(@"%@",p);
 7 
 8      [p retain];
 9 
10      [p retain];
11     
12      [p release];
13     
14      //内存泄漏第二种情况
15      //retainCount = 1
16      Person * p = [[Person alloc] init];
17      p.age = 20;
18      [p run];
19     
20      p = nil;
21 
22      [p release];//[nil release]
23 }

　　其实，OC里也有内存自动回收机制，叫自动释放池（autorelease pool）。一般可以将一些临时变量添加到自动释放池中，统一回收释放；当自动释放池销毁时，池里的所有对象都会调用一次release方法。这和.NET中的GC不一样。.NET中的GC会自动监测某个对象，如果没有人使用它，就自动将其释放。这里的自动释放池只能叫半自动。OC对象需要发送一条release消息，就会把这个对象添加到最近的自动释放池中（栈顶的释放池）。autorelease实际上只是把对release的调用延迟了，对于每一次autorelease，系统只是把该对象放入当前的autorelease pool中，当该pool被释放时，该pool中的所有对象会调用release。自动释放池创建的频率很高，可能会产生很多自动释放池，这些池会放在栈里（先进后出）。autorelease只是将对象放到自动释放池里，并没有改变其计数器，retain/release才会改变对象的计数器。自动释放池被销毁后，里面的对象不一定也销毁，只是其计数器减1而已，因为某些对象的计数器可能大于1。

 1 #import <Foundation/Foundation.h>
 2 #import "Student.h"
 3 
 4 int main(int argc, const char * argv[])
 5 {
 6     // @autoreleasepool代表创建一个自动释放池
 7     @autoreleasepool {
 8         Student *stu = [[[Student alloc] init] autorelease];
 9         
10         //[stu autorelease];
11         
12         Student *stu1 = [[[Student alloc] init] autorelease];
13         //[stu1 autorelease];
14         
15         // 这个stu2是自动释放的，不需要释放
16         Student *stu2 = [Student student];
17         
18         // 这个str是自动释放的，不需要释放
19         NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"age is %i", 10];
20     }
21     return 0;
22 }

　　上例中，在第20行代码出通过autoreleasepool创建的自动释放池就销毁了。

使用自动释放池需要注意以下几点：

在ARC下，应当使用autoreleasepool来创建自动释放池；
尽量避免对大内存使用该方法，对于这种延迟释放机制，还是尽量少用；
避免把大量循环操作放到同一个自动释放池中，这样每次循环创建的对象都会被放到自动释放池中，但有时候我们需要尽快释放这些大量的对象，以免影造后续操作。
SDK中利用静态方法创建并返回的对象都是已经autorelease了的，不需要再进行release操作，如：[NSNumber numberWithInt:10];返回的对象是不需要再release的；但是通过[[NSNumber alloc] initWithInt:10]创建的对象需要release。

　　了解了MRC，ARC就无师自通了，前面说了，ARC就是由编译器在代码中自动加入retain/release操作，它是编译器特性，不是iOS运行时特性，更不是GC，只是一种代码静态分析工具。关于ARC的知识，更多可参考博文：http://blog.csdn.net/q199109106q/article/details/8565017。ARC也不是万能的，在ARC下也需要注意一些情况，参见http://www.jianshu.com/p/556ba33fa498