iOS ARC内存管理总结

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博主在现在的公司已经两年了，现在正考虑着换工作。趁着这个机会，准备把一些基础的iOS知识系统的整理下，这一篇就来说说iOS内存管理方面的，主要是ARC环境。后面可以看到，虽然ARC在本质上也是采用了引用计数的概念，但作为开发者来讲，ARC环境基本上很少考虑非ARC环境中的复杂的引用计数关系。在ARC中，只需要明确强引用和弱引用的概念，其他的问题编译器自动帮助我们完成了。
一，ARC中的变量所有权修饰符
变量修饰符，主要用来标示对象的生命周期。在手动内存管理方式中没有这些概念。
ARC环境下NSObject/id变量所有权修饰符主要有以下几个:
__strong 
__weak
__unsafe_unretained
__autoreleasing
详细说明:
(1)变量默认都是__strong修饰
只要强引用存在，对象就不会释放。当超过了对象的作用域以及没有强引用时，对象会自动销毁。__strong属性基本上能适应ARC环境下的所有情况。是我们最常用的，如果不写，默认是__strong属性
(2)__weak不持有对象,只是简单引用。
__weak不会阻止对象被销销毁，也就是__weak修饰的对象在其它地方没有强引用时，会自动销毁，这时__weak变量会自动设置为nil。主要是为了防止循环引用而引入的。看这个例子:

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1. NSString * __weak string = [[NSString alloc] initWithFormat:@“hello”];  
2. NSLog(@"string: %@", string);  

没有强引用的变量是会被立即释放的，所以打印的string会是nil。
(3)__unsafe_unretained,类似__weak，只是不会在没有引用的时候自动设置为nil。iOS5.0以下没有引入__weak之前使用，现在基本可以不要使用了。
(4) __autoreleasing
用于标识id*的引用参数(也就是对象的指针的指针)，或者需要自动释放的返回的对象(返回值默认都会加上__autoreleasing属性，可以不用写)，用来指示通过引用传递的参数。主要作用是延迟对象释放，使方法内部生成的对象可以在外部访问。等同于ARC无效时调用对象的autorelease方法。典型的就是NSError。关于__autoreleasing，我们一般很少显式的使用，但是在一些情况下默认是添加了__autoreleasing修饰的:
1,作为返回值的对象默认加上了__autoreleasing修饰
参考后面的ARC的方法命名规则，在ARC时，编译器会检查方法是否以alloc/new/copy/mutableCopy/init等开头，如果不是且有返回值的话会自己将返回值加入__autoreleasing修饰。
2,访问__weak修饰的变量时，实际上是访问到了注册到__autoreleasing的对象
例如:
id __weak obj1 = obj0;
NSLog(@"%@",[obj1 class]);
实际上是执行了:
id __weak obj1 = obj0;
id __autoreleasing obj2 = obj1;
NSLog(@"%@",[obj2 class]);
3,id的指针或对象的指针在没有显式的指定时会自动加上__autoreleasing修饰。
赋值给对象指针时，所有权修饰符必须一致
(5)__strong、__weak和__autoreleasing修饰的栈变量默认都被初始化为nil
(6)无修饰符的NSObject对象指针默认是__strong,而无修饰符的id指针(也就是对象的指针的指针，id本身就是指针，好比void *)默认的修饰符为__autoreleasing

表达方法:
类名*  修饰符  变量名
或者
 修饰符 类名*  变量名
示例:

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1. __strong NSString *string1 = @"tekuba";  
2. NSString * __strong string11 = @"tekuba";  
3. __weak NSString *string2 = @"tekuba";  
4. NSString * __weak string22 = @"tekuba";  
5. __autoreleasing NSString *string3 = @"tekuba";  
6. NSString * __autoreleasing string33 = @"tekuba”;  

二，ARC新增的属性访问器修饰符Property Attributes
就是@property修饰的属性。
ARC之前的有retain，assign
retain：相当于arc的strong。
assign：相当于arc的weak，主要还是用在一些元数据类型int、BOOL之类的。
copy：作用是一样的
和手动管理内存方式相比，ARC增加了strong，和 weak。相当于是给各属性的类成员变量增加对应的所有权修饰符。如strong对应的是__strong。
另外需要注意：在声明类成员变量时，如果同属性声明中的所有权修饰符不一致则会引起编译错误。如：
id obj;
@property (nonatomic , weak) id obj;
obj成员变量默认是__strong，而属性修饰却用了weak，这里改成strong即可。

二，和手动内存管理的区别
(1)ARC不再使用NSZone的相关内容;
(2)自定义的dealloc方法，不需要调用[super dealloc];
(3)不能实现和调用retain、release、retainCount和autorelease等相关方法;
(4)id和void*没有自动转换,需要使用__bridge。
主要用在CF框架和NS框架数据转换的时候，典型的如下用法:
(__bridge void *)(self)
(__bridge MyNSObject *)inClientData
档案编译器不会自动管理Core foundation对象的生命周期。开发者必须根据CoreFoundation的内存管理规则，使用CFRetain和CFRelease。
关于__bridge也有几个所有权标示符:
__bridge
不改变所有权的情况下，将OC和Core foundaton对象之间转换。
__bridge_retained/CFBridgingRetain
将OC和Corefoundaton对象之间进行所有权转换。
__bridge_transfer/CFBridgingRelease
将一个非OC指针，转化为OC指针，ARC负责释放对象。
(5)开发者不能使用NSAutoreleasePool对象。ARC下使用@autoreleasepool
(6)ARC的方法命名规则
对象生成和持有的方法必须是alloc,new,copy,mutableCopy等开头的方法（ARC和非ARC都是这样），特别的init开头的方法必须是实例方法，且必须要返回对象。
基于这个规则，访问器方法不能已new，init（注意initiaize这样的不属于这个规则之内的，initMyObject这样的才算），copy等开头。比如你不能声明一个已new开头的属性，除非你给你指定一个getter。内部参数没有这个限制 。
如果你这么做了，在编译的时候会提示:
property's synthesized getter follows Cocoa naming convention for returning 'owned’ objects
原因是:You take ownership of an object if you create it using a method whose name begins with “alloc”, “new”, “copy”, or “mutableCopy”.


三，ARC模式下的单例
在之前MRC模式下通常这样写:

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1. #import <Foundation/Foundation.h>  
2.    
3.  @interface Singleton : NSObject  
4.  +(Singleton *) shareInstance;  
5. @end  
6.    
7.  @implementation Singleton  
8. +(Singleton *) shareInstance  
9.  {  
10.    static Singleton *sharedSingleton = nil;  
11.    @synchronized(self){   
12.        if(sharedSingleton == nil){  
13.           sharedSingleton =[[super allocWithZone:NULL] init];  
14.        }  
15.    }  
16.    return sharedSingleton;  
17.  }  
18.    
19. - (id)init  
20. {  
21.     self = [super init];  
22.     if (self) {  
23.         // 通常在这里做一些相关的初始化任务  
24.     }  
25.     return self;  
26. }  
27.   
28.   
29.  + (id) allocWithZone:(NSZone *)zone  
30.  {  
31.    return [[self shareInstance] retain];  
32.  }  
33.    
34.  - (id) copyWithZone:(NSZone*)zone  
35.  {  
36.    return self;  
37.  }  
38.    
39.  - (id) retain  
40.  {  
41.    return self;  
42.  }  
43.    
44.  - (NSUInteger) retainCount  
45.  {  
46.    return NSUIntegerMax;  
47.  }  
48.    
49.   
50.  -(oneway void)release  
51.  {  
52.  }  
53.    
54.  - (id) autorelease  
55.  {  
56.    return self;  
57.  }  
58.    
59. -(void)dealloc  
60. {  
61. }  
62.   
63.  @end  

在ARC中由于废弃了autorelease，release等方法，再结合GCD的相关知识，单例的写法可以变得很简单，
苹果的官方例子如下:

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1. + (NetworkManager *)sharedInstance  
2. {  
3.     static dispatch_once_t  onceToken;  
4.     static NetworkManager * sSharedInstance;  
5.    
6.     dispatch_once(&onceToken;, ^{  
7.         sSharedInstance = [[NetworkManager alloc] init];  
8.     });  
9.     return sSharedInstance;  
10. }  

甚至可以写成宏定义的形式传入一个类名即可。

四，回过来看看手动内存管理
手动内存管理的规则是
(1)使用alloc，new，copy或者mutalbeCopy等方法时，以及使用addObject等时引用计数+1,release时引用计数减去1，当引用计数为0时释放内存。
(2)Property Attributes包括retain，assign
retain：相当于arc的strong
assign：相当于arc的weak
也基本上是这些内容。手动内存管理没有arc中的__strong等这样的对象变量修饰符。举个例子，下面的代码:
-(void)test{
    NSString *string = [[NSString alloc] init];
}
在手动内存管理中则会造成内存泄露，需要执行[string release]。在arc中完全没有问题，因为string默认是__strong，在超过作用域时自动释放。
认识所限，文章难免有错误的地方，欢迎批评指正。
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