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iOS开发ARC内存管理技术要义

www.MyException.Cn  网友分享于:2015-02-08  浏览:0次
iOS开发ARC内存管理技术要点

本文来源于我个人的ARC学习笔记,旨在通过简明扼要的方式总结出iOS开发中ARC(Automatic Reference Counting,自动引用计数)内存管理技术的要点,所以不会涉及全部细节。这篇文章不是一篇标准的ARC使用教程,并假定读者已经对ARC有了一定了解和使用经验。详细的关于ARC的信息请参见苹果的官方文档与网上的其他教程:)

本文的主要内容:

  • ARC的本质

  • ARC的开启与关闭

  • ARC的修饰符

  • ARC与Block

  • ARC与Toll-Free Bridging

ARC的本质


ARC是编译器(时)特性,而不是运行时特性,更不是垃圾回收器(GC)。

Automatic Reference Counting (ARC) is a compiler-level feature that simplifies the process of managing object lifetimes (memory management) in Cocoa applications.

ARC只是相对于MRC(Manual Reference Counting或称为非ARC,下文中我们会一直使用MRC来指代非ARC的管理方式)的一次改进,但它和之前的技术本质上没有区别。具体信息可以参考ARC编译器官方文档。

ARC的开启与关闭


不同于XCode4可以在创建工程时选择关闭ARC,XCode5在创建的工程是默认开启ARC,没有可以关闭ARC的选项。

如果需要对特定文件开启或关闭ARC,可以在工程选项中选择Targets -> Compile Phases -> Compile Sources,在里面找到对应文件,添加flag:

  • 打开ARC:-fobjc-arc

  • 关闭ARC:-fno-objc-arc

如图:

ARC的修饰符


ARC主要提供了4种修饰符,他们分别是:__strong,__weak,__autoreleasing,__unsafe_unretained。

__strong

表示引用为强引用。对应在定义property时的"strong"。所有对象只有当没有任何一个强引用指向时,才会被释放。

注意:如果在声明引用时不加修饰符,那么引用将默认是强引用。当需要释放强引用指向的对象时,需要将强引用置nil。

__weak

表示引用为弱引用。对应在定义property时用的"weak"。弱引用不会影响对象的释放,即只要对象没有任何强引用指向,即使有100个弱引用对象指向也没用,该对象依然会被释放。不过好在,对象在被释放的同时,指向它的弱引用会自动被置nil,这个技术叫zeroing weak pointer。这样有效得防止无效指针、野指针的产生。__weak一般用在delegate关系中防止循环引用或者用来修饰指向由Interface Builder编辑与生成的UI控件。

__autoreleasing

表示在autorelease pool中自动释放对象的引用,和MRC时代autorelease的用法相同。定义property时不能使用这个修饰符,任何一个对象的property都不应该是autorelease型的。

一个常见的误解是,在ARC中没有autorelease,因为这样一个“自动释放”看起来好像有点多余。这个误解可能源自于将ARC的“自动”和autorelease“自动”的混淆。其实你只要看一下每个iOS App的main.m文件就能知道,autorelease不仅好好的存在着,并且变得更fashion了:不需要再手工被创建,也不需要再显式得调用[drain]方法释放内存池。

以下两行代码的意义是相同的。

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NSString *str = [[[NSString alloc] initWithFormat:@"hehe"] autorelease]; // MRC
NSString *__autoreleasing str = [[NSString alloc] initWithFormat:@"hehe"]; // ARC

 这里关于autoreleasepool就不做展开了,详细地信息可以参考官方文档或者其他文章。

__autoreleasing在ARC中主要用在参数传递返回值(out-parameters)和引用传递参数(pass-by-reference)的情况下。

__autoreleasing is used to denote arguments that are passed by reference (id *) and are autoreleased on return.

比如常用的NSError的使用:

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NSError *__autoreleasing error; 
? (![data writeToFile:filename options:NSDataWritingAtomic error:&error]) 
?{ 
  NSLog(, error); 
}

(在上面的writeToFile方法中error参数的类型为(NSError *__autoreleasing *))

注意,如果你的error定义为了strong型,那么,编译器会帮你隐式地做如下事情,保证最终传入函数的参数依然是个__autoreleasing类型的引用。

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NSError *error; 
NSError *__autoreleasing tempError = error; // 编译器添加 
if (![data writeToFile:filename options:NSDataWritingAtomic error:&tempError]) 
?{ 
  error = tempError; // 编译器添加 
  NSLog(@"Error: %@", error); 
}

所以为了提高效率,避免这种情况,我们一般在定义error的时候将其(老老实实地=。=)声明为__autoreleasing类型的:

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NSError *__autoreleasing error;

在这里,加上__autoreleasing之后,相当于在MRC中对返回值error做了如下事情:

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*error = [[[NSError alloc] init] autorelease];

*error指向的对象在创建出来后,被放入到了autoreleasing pool中,等待使用结束后的自动释放,函数外error的使用者并不需要关心*error指向对象的释放。

另外一点,在ARC中,所有这种指针的指针 (NSError **)的函数参数如果不加修饰符,编译器会默认将他们认定为__autoreleasing类型。

比如下面的两段代码是等同的:

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- (NSString *)doSomething:(NSNumber **)value
{
        // do something  
}
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- (NSString *)doSomething:(NSNumber * __autoreleasing *)value
{
        // do something  
}

除非你显式得给value声明了__strong,否则value默认就是__autoreleasing的。

最后一点,某些类的方法会隐式地使用自己的autorelease pool,在这种时候使用__autoreleasing类型要特别小心。

比如NSDictionary的[enumerateKeysAndObjectsUsingBlock]方法:

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- (void)loopThroughDictionary:(NSDictionary *)dict error:(NSError **)error
{
    [dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id key, id obj, BOOL *stop){
 
          // do stuff  
          if (there is some error && error != nil)
          {
                *error = [NSError errorWithDomain:@"MyError" ?code:1 userInfo:nil];
          }
?
    }];
?}

会隐式地创建一个autorelease pool,上面代码实际类似于:

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- (void)loopThroughDictionary:(NSDictionary *)dict error:(NSError **)error
{
    [dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id key, id obj, BOOL *stop){
 
          @autoreleasepool  // 被隐式创建
      {