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iOS内存管理机制解析

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Lonely__M
2015.06.01 17:11* 字数 1108

软件运行时会分配和使用设备的内存资源,因此,在软件开发的过程中,需要进行内存管理,以保证高效、快速的分配内存,并且在适当的时候释放和回收内存资源。
一、Objective-C内存管理的对象
IOS开发中,内存中的对象主要有两类,一类是值类型,比如int、float、struct等基本数据类型,另一类是引用类型,也就是继承自NSObject类的所有的OC对象。前一种值类型不需要我们管理,后一种引用类型是需要我们管理内存的,一旦管理不好,就会产生非常糟糕的后果。
为什么值类型不需要管理,而引用类型需要管理呢?那是因为他们分配内存方式不一样。
值类型会被放入栈中,他们依次紧密排列,在内存中占有一块连续的内存空间,遵循先进后出的原则。引用类型会被放到堆中,当给对象分配内存空间时,会随机的从内存当中开辟空间,对象与对象之间可能会留有不确定大小的空白空间,因此会产生很多内存碎片,需要我们管理。
栈内存与堆内存从性能上比较,栈内存要优于堆内存,这是因为栈遵循先进后出的原则,因此当数据量过大时,存入栈会明显的降低性能。因此,我们会把大量的数据存入堆中,然后栈中存放堆的地址,当需要调用数据时,就可以快速的通过栈内的地址找到堆中的数据。
值类型和引用类型之间是可以相互转化的,把值类型转化为引用类型的过程叫做装箱,比如把int包装为NSNumber,这个过程会增加程序的运行时间,降低性能。而把引用类型转为值类型的过程叫做拆箱,比如把NSNumer转为float,在拆箱的过程中,我们一定要注意数据原有的类型,如果类型错误,可能导致拆箱失败,因此会存在安全性的问题。手动的拆箱和装箱,都会增加程序的运行时间,降低代码可读性,影响性能。
在IOS开发过程中,栈内存中的值类型系统会自动管理,堆内存中的引用类型是需要我们管理的。每个OC对象内部都专门有四个字节来存储引用计数器,它是一个整数,表示对象被引用的次数,通过它可以判断对象是否被回收,如果引用计数为0,对象回收,不为0不回收。当对象执行alloc、new或者retain时,引用计数加1,release时,引用计数减1。
二、Objective-C管理内存的方式
Objective-c中提供了两种内存管理机制MRC(Mannul Reference Counting)和ARC(Automatic Reference Counting),分别提供对内存的手动和自动管理,来满足不同的需求。MRC与ARC区别如下图所示。

IOS 内存管理
IOS 内存管理

1.MRC(人工引用计数),手动管理内存。
MRC模式下,所有的对象都需要手动的添加retain、release代码来管理内存。使用MRC,需要遵守谁创建,谁回收的原则。也就是谁alloc,谁release;谁retain,谁release。
当引用计数为0的时候,必须回收,引用计数不为0,不能回收,如果引用计数为0,但是没有回收,会造成内存泄露。如果引用计数为0,继续释放,会造成野指针。为了避免出现野指针,我们在释放的时候,会先让指针=nil。
2.ARC(自动引用计数),自动管理内存。
ARC是IOS5推出的新功能,通过ARC,可以自动的管理内存。在ARC模式下,只要没有强指针(强引用)指向对象,对象就会被释放。在ARC模式下,不允许使用retain、release、retainCount等方法。并且,如果使用dealloc方法时,不允许调用[super dealloc]方法。
ARC模式下的property变量修饰词为strong、weak,相当于MRC模式下的retain、assign。strong :代替retain,缺省关键词,代表强引用。weak:代替assign,声明了一个可以自动设置nil的弱引用,但是比assign多一个功能,指针指向的地址被释放之后,指针本身也会自动被释放。
三、与内存有关的修饰符
strong :强引用,ARC中使用,与MRC中retain类似,使用之后,计数器+1。
weak :弱引用 ,ARC中使用,如果只想的对象被释放了,其指向nil,可以有效的避免野指针,其引用计数为1。
readwrite : 可读可写特性,需要生成getter方法和setter方法时使用。
readonly : 只读特性,只会生成getter方法 不会生成setter方法,不希望属性在类外改变。
assign :赋值特性,不涉及引用计数,弱引用,setter方法将传入参数赋值给实例变量,仅设置变量时使用。
retain :表示持有特性,setter方法将传入参数先保留,再赋值,传入参数的retaincount会+1。
copy :表示拷贝特性,setter方法将传入对象复制一份,需要完全一份新的变量时。
nonatomic :非原子操作,不加同步,多线程访问可提高性能,但是线程不安全的。决定编译器生成的setter getter是否是原子操作。
atomic :原子操作,同步的,表示多线程安全,与nonatomic相反。

四、MRC与ARC混编
MRC与ARC理论上是不能兼容的,也就是你如果创建的项目是ARC模式的,在你的代码中是不能使用release,否则会出现内存问题。现在大部分程序都会选择ARC的方式,但是很多第三方的框架是MRC模式,如果想把这些第三方的文件加到自己项目中,需要进行标识,否则编译的时候会出现错误。
在ARC的项目中,对MRC的文件可以添加编译选项-fno-objc-arc的标识;在MRC的项目中,对ARC的文件可以添加编译选项 -fobjc-arc的标识。 步骤如下图所示。


IOS 内存管理
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把MRC文件转为ARC,实际上是去掉文件中的retain、release,因此也通过下图中方式完成。


IOS 内存管理
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iOS随笔
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