第五章 内存管理(EffectiveObjective-C)

1 理解引用计数

每个对象有个可增可将的计数器,ARC实际上也是一种引用计数机制,

• 引用计数工作原理
  OC对象有个"保留计数"(retain count),或者"引用计数"(reference count).
  NSObject协议声明了三个方法
  用于操作计数器,以递增或递减其值
  Retain 递增保留计数
  release 递减保留计数
  autorelease 待稍后清理"自动释放池"(autorelease pool)时,再递减保留计数.
  retainCount 查看保留计数的方法

为避免在不经意间使用了无效对象,一般调用完release之后都会清空指针,这就能保证不会出现肯呢个指向无效对象的指针,这种指针通常称为"悬挂指针".

 NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];

 NSNumber *number = @110;
 [array addObject:number];  
 [number release];
 number = nil;

• 属性存取方法中的内存管理

- (void)setFood:(Food *)food{
     if(food != _food){
        [food retain];
         [_food release];
         _food = food; 
     }
}

• 自动释放池
  在OC的引用计数中.调用release会立刻递减对象的标流计数,然而有时候可以不调用它,改为调用autorelease,此方法会在稍后递减计数,通常是在下一次"循环事件"(event loop)时递减.

• 保留环
  呈环状相互引用的多个对象,这将导致内存泄漏,因为循环中的对象其保留技术不会将为0.对于循环中的每个对象来说,至少还有另外一个对象引用着它.通常采用弱引用来解决此问题

2 以ARC简化引用计数

ARC下,我们不能直接调用retain,release,autorelease,dealloc等方法.实际上,ARC在调用这些方法时,并不通过普通的OC消息派发机制,而是直接调用其底层C语言版本.因为保留及释放操作要频繁执行,直接调用底层函数能节省很多CPU周期,比如,ARC会调用与retain等价的底层objc_retain.

• 有ARC之后,程序员无需担心内存管理问题,使用ARC来编程,省去了类中的许多"样板代码"
• ARC管理对象生命期的办法基本上就是:在合适的地方插入"保留"与"释放操作".
  在ARC环境下,变量的内存管理语意可以通过修饰符指明,而原来需要手工执行"保留"与"释放操作".
• 由方法所返回的对象,其内存管理语意总是通过方法名来体现,ARC将此确定为开发者必须遵守的规定
• ARC只负责管理OC对象,尤其要注意:CoreFoundation对象(纯C的API生成的)不归ARC管理,开发者必须适时调用CFRetain/CFRelease

3 在dealloc方法中只是否引用并解除监听

在dealloc方法中一般:

• 释放CoreFoundation对象,取消原来订阅的"键值观察"(KVO),注销(unregister)NSNotificationCenter给此对象订阅的某种通知,不要做其他事情

- (void)dealloc{
    CFRealease(coreFoundationObject);
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];
}

• 如对象持有文件描述符等系统资源, 在这种情况下如果非要等到系统调用dealloc方法时才释放,那么保留这些稀缺资源的时间就有些过长了. 那么应该专门编写一个方法来释放此种资源, 这样的类要和其他使用者约定: 用完资源后必须调用close方法.
• 执行异步任务的方法不应在dealloc里调用, 只能在正常状态下执行的哪些方法 也不应在dealloc里调用.因为此时对象已处于正在回收的状态了, 运行期已经改动了对象内部数据结构
• 在dealloc里 不要调用属性的存取方法, 这种做法可能会令运行期系统的状态完全失调,从而导致莫明错误

4 编写"异常安全代码"时留意内存管理问题

• 捕获异常时,一定要注意将try块内所创立的对象清理干净
  在MRC中,将释放操作移到@finally(不管有没有异常都会执行)
• 在默认情况下,ARC不生成安全处理异常所需要的清理代码,开启编译器标识后(-fobjc-arc-exceptions),可生成这种代码.不过会导致应用程序变大,而且会降低运行效率.
  默认不开启的原因是,OC中只有程序终止才抛出异常,如果程序终止了,是否有内存泄漏都无关紧要了.
  另外如果处于Objective-C++模式下,也会自动打开编译器标识(-fobjc-arc-exceptions)

5 以弱引用避免保留环

对象图里常会出现一种情况,就是几个对象都以某种方式相互引用,从而形成"环"(cycle).由于OC内存管理模型使用.引用计数架构,所以这种情况通常会泄漏内存.
避免保留环的最佳方式就是弱引用,这种引用经常用来表示"非拥有关系"(nonowning relationship).将属性声明为weak

6 以"自动释放池块"降低内存峰值

OC对象的生命期取决于引用计数,在OC的引用计数架构中,有一项特性叫做"自动释放池"(autorelease pool).
释放对象有2种方式:

• 调用release方法,使其保留计数立即递减
• 调用autorelease方法,将其加入"自动释放池"中,自动释放池用于存放哪些需要在稍后某个时刻释放的对象
  清空(drain)自动释放池时,系统会向其中的对象发送release方法

创建自动释放池的语法

@autoreleasepool{

 //...

}

然而,一般情况下无须担心自动释放池的创建问题,iOS程序运行在CocoaTouch环境下. 系统会自动创建一些线程
比如说主线程,或者GCD机制中的线程, 这些线程默认都有自动释放池,每次执行"事件循环"(event loop)时,就会
将其清空.因此不需要自己来创建"自动释放池块"

当从数据库中多出许多对象的时候,代码可能这么写

NSArray *dataArray = [[DatabaseManager sharedInstance] getSportDataWithYear:currentDate.year andMonth:currentDate.month andDay:currentDate.day];
for (NSData *data in dataArray) {
       DBSportData *sportData = [[DBSportData alloc] initWithData:data];
       [sportArray addObject:sportData];
 }

在DBSportData初始化函数中,可能会再创建出一些临时对象,若记录有很多条,则内存中也会有很多不必要的临时对象.他们都需要等待for循环完毕.自动释放池执行下一次时间循环的时候才会清空.
我们可以增加一个自动释放池即可解决此问题.

NSArray *dataArray = [[DatabaseManager sharedInstance] getSportDataWithYear:currentDate.year andMonth:currentDate.month andDay:currentDate.day];

for (NSData *data in dataArray) {

  @autoreleasepool{
   DBSportData *sportData = [[DBSportData alloc] initWithData:data];
   [sportArray addObject:sportData];
 }

}

自动释放池机制就像"栈"(stack)一样,系统创建好自动释放池之后,就将其推入栈中,而清空自动释放池,则相当于将其从栈中弹出. 在对象上执行自动释放操作,就等于将其放入栈顶的哪个池中

在ARC之前,有一种老式的写法,NSAutoreleasePool对象

//create a pool
NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
//do  something
//drain at the end
[pool drain];

7 用"僵尸对象"调试内存管理问题

向已回收的对象发送消息是不安全的,这么做有时可以,有时又不行.具体可心与否,完全取决于对象所占内存有没有为其他内容所覆写,而这块内存有没有移做他用,又无法确定,以此,应用程序只是偶尔崩溃
Cocoa提供了"僵尸对象"(Zombie Object).启用这项调试功能之后,运行期系统会把已经回收的实例转换成特殊的"僵尸对象",而不会真正回收他们,这种对象所在的核心内存无法重用,因此不能遭到覆写僵尸对象收到消息后,会抛出异常

通过Xcode开启僵尸对象方法

xcode.png

#import <objc/runtime.h>
@implementation Person
void PrintClassInfo(id obj){
   Class clas = object_getClass(obj); 
   Class superCls = object_getClass([obj superclass]); 
   NSLog(@"====%s:%s====",class_getName(clas),class_getName(superCls));
}
int main(){

  Person *person = [[Person alloc] init];
  NSLog(@"Before release");
  PrintClassInfo(person); 
  [person release];
  NSLog(@"Before release");
  PrintClassInfo(person);

}
@end

控制器会打印

Before release
===Person:NSObject===
Before release
===_NSZombie_Person:nil===

对象所属的类已由Person变为_NSZombie_Person
系统会修改对象的isa指针,另其指向特殊的僵尸类,从而使该对象变为僵尸对象,僵尸类能够响应所有的选择器,响应方式为:打印一条包含消息内容及其接受者的消息,然后终止应用程序

8 不要使用retainCount

• 对象的保留计数看似有用,实则不然,因为任何给定时间点上的"绝对保留计数"(absoulte retain count)都无法反映
  对象生命周期的全貌
• 引入ARC之后,retainCount方法就正式废弃了,在ARC下调用该方法会导致编译器报错