iOS-ARC

本文的内容包括

一、所有权修饰符
二、ARC的基本规则
三、ARC的实现

ARC中仍然是通过引用计数来管理内存，这个本质没有变。只是，不需要我们手动的写代码去管理内存了，编译器自动帮助我们管理“引用计数”相关的部分。那么ARC是通过什么方式来帮我们管理内存的呢？

ARC是通过编译期和运行期两部分来处理的：

• 编译期，编译器不是通过添加retain/release/autorelease这些方法，而是会直接调用更底层的C语言函数（如objc_retain）。
• 运行期，ARC也包含运行期组件。比如，某些类方法返回对象前，为其执行了autorelease操作，而大多数情况，我们会对返回的对象保留，比如：_myPerson = [Person personWithName:@"Kobe"];
  那么其实就相当于先执行了一个autorelease，然后又retain了一下。ARC可以在运行期检测到这一多余的操作，也就是autorelease后紧跟retain。那么会它们两个会被改为调用objc_autoreleaseReturnValue和objc_retainAutoreleasedReturnValue。objc_autoreleaseReturnValue会检查后边是否紧接着调用objc_retainAutoreleasedReturnValue，如果是，就不将返回的对象注册到autoreleasepool中而直接传递，省略了autorelasepool注册，实现了最优化。

一、所有权修饰符

1. __strong修饰符

如它的名字一样，__strong表示对对象的强引用。持有强引用的变量在超出其作用域的时候被废弃，随着强引用的失效，引用的对象会随之释放。

知识点：

1. __strong修饰符是id类型和对象类型默认的所有权修饰符，所以一般不写__strong。
2. __strong和__weak和 __autoreleasing修饰符一样，可以将附有这些修饰符的自动变量初始化为nil。

2. __weak（iOS5以上才有，之前用__unsafe_unretained）

如它的名字一样，__weak修饰符表示对对象的弱引用。不持有对象。

知识点：

1. 可以避免循环引用。
2. 变量指向的对象被销毁了，变量也会自动置空为nil。

3. __unsafe_unretained

如它的名字一样，它是不安全的所有权修饰符。

知识点：

1. 和__weak一样表示弱引用，不持有对象，但不会置nil，这也正是不安全的原因。

id __unsafe_unretained obj1 = nil;
    {
        id obj0 = [[NSObject alloc] init];
        obj1 = obj0;
        NSLog(@"A:%@",obj1);
    }
    NSLog(@"B:%@",obj1);

输出A和B虽然是一样的地址，但是此时B处obj1已经是野指针了。

4. __autoreleasing

通过给对象附加__autoreleasing修饰符 来替代调用autorelease方法，把对象注册到autoreleasepool中。

具体使用情况，在这里。

二、规则

1. 不能使用retain/release/retainCount/autorelease

2. 用@autoreleasepool{}代替NSAutoreleasePool对象

3. 不要显式的调用dealloc

多数情况下在dealloc中删除已注册的代理或观察者。不用书写[super dealloc]，因为ARC已经自动处理了。

4. 必须遵守内存管理的方法命名规则

1. alloc/new/copy/mutableCopy，以上述名称开始的方法在返回对象时，必须返回给调用方所应当持有的对象。这在ARC下，依然没有变。
2. ARC下追加了一条命名规则：

• init，以init开头的方法，必须是实例方法，并且返回对象，类型应为id或该类的的对象类型，抑或是超类或子类型。该方法基本上只是对alloc方法返回的对象进行初始化操作并返回。
  注：initialize方法并不包含在上述命名规则里。

5. 对象类型不能作为结构体的成员

因为ARC把内存管理的工作分配给了编译器，所以编译器必须能够知道并管理对象的生命周期。例如C语言的自动变量（局部变量）可以使用该变量的作用域来管理。但是对于结构体成员来说，是无法实现的。

6. 显式转换id和void*

id obj = [[NSObject alloc] init];
void *p = (__bridge void *)obj;

但是，__bridge安全性与__unsafe_unretained类似，甚至更低。很容易造成野指针导致崩溃。
__bridge还有另外两种转换，__bridge_retained和__bridge_transfer

1. Core Foundation 对象类型不在 ARC 管理范畴内，需要自己管理.
2. __bridge只做类型转换，但是不修改对象（内存）管理权，原来是ARC管理的还用ARC，原来MRC管理的继续用MRC
3. __bridge_retained（也可以使用CFBridgingRetain）将Objective-C的对象转换为Core Foundation的对象，同时将对象（内存）的管理权交给我们，后续需要使用CFRelease或者相关方法来释放对象；
4. __bridge_transfer（也可以使用CFBridgingRelease）将Core Foundation的对象转换为Objective-C的对象，同时将对象（内存）的管理权交给ARC。

5. 不能使用NSAllocateObject/NSDeallocObject

6. 不能使用区域（NSZone）

三、ARC的实现

1. __strong实现

赋值给附有__strong修饰符的变量在实际的程序中是怎样运行的呢？

{
       id __strong obj = [[NSObject alloc] init];
   }

编译器在超出作用域时自动插入了release。

{
        id __strong obj = [NSMutableArray array];
    }

执行，alloc/new/copy/mutableCopy之外的方法，如array类方法：
像代码这样，返回注册到autoreleasepool中对象的方法使用了objc_autoreleaseReturnValue，如果其后紧接着调用objc_retainAutoreleasedReturnValue()，那么就不将返回的对象注册的autoreleasepool中而直接传递。通过这两个方法，优化了程序运行。

2.__weak的实现

id __strong obj = [[NSObject alloc]init];
id __weak obj1 = obj;

objc_initWeak函数中的weak_register_no_lock()把赋值对象obj的地址作为键值，通过哈希查找找到weak弱引用表中对应的数组，将附有__weak修饰符变量的指针添加到数组中。如果没有找到数组，表示是第一个weak指针，则新建一个数组。

对象在被废弃时dealloc方法中会调用object_dispose函数，该方法内部会通过调用weak_clear_no_lock()

1. 通过哈希查找从weak表中获取废弃对象地址作为键值的记录是一个数组。
2. 将包含在数组中的所有附有__weak修饰符的变量地址，遍历数组赋值为nil。
3. 从weak表中删除该记录。
4. 从weak表中删除该键值。

所以，如果大量使用__weak修饰符的变量，则会消耗相应的cpu资源。良策是只在需要避免循环引用的时候使用__weak。

3. __autoreleasing修饰符的实现

objc_autorelease

4. 引用计数

可以通过_objc_rootRetainCount(obj)来获取对象的引用计数值。但实际上并不能完全信任该函数取得的值。对于已经释放的对象以及不正确的对象地址，有时也返回1。另外，在多线程中使用它，因为存在竞态条件的问题，所以取得的数值也不一定完全可信。当然它在调试中还是比较有用的。