iOS內存管理中引用計數的學習

1.引用計數的思考方式

• 自己生成的對象，自己持有
• 非自己生成的對象，自己也能持有
• 不在需要自己持有的對象時釋放
• 非自己持有的對象無法釋放
  

2.引用計數的實現

1.alloc方法

+ alloc
+ allocWithZone:
class_creatInstance
calloc

調用alloc方法首先調用allocWithZone:類方法，然后調用class_creatInstance函數，最后調用calloc來分配內存塊。

2.ratainCount/retain/release 方法

- retainCount
__CFDoExternRefOperation
CFBasicHashGetCountOfKey

- retain
__CFDoExternRefOperation
CFBasicHashAddValue

-retainCount
__CFDoExternRefOperation
CFBasicHashRemoveValue //CFBasicHashRemoveValue 為0時，-release調用dealloc

各個方法都通過同一個__CFDoExternRefOperation函數，調用一系列名稱相似的函數。并且從函數名看出蘋果采用散列表（引用計數表）來管理引用計數，表鍵值為內存塊地址的散列值。然而GNUStep將引用計數保存在對象占用內存塊頭部的變量中（objc_layout這個結構體中）。

內存塊頭部管理引用計數的好處：

• 少量代碼皆可完成
• 能夠統一管理引用計數內存塊與對象內存塊。
  

引用技術表管理引用計數的好處：

1. 對象內存快的分配無需考慮內存塊頭部

引用計數表各記錄中存有內存塊地址，可從各個記錄追溯到各個內存塊。

第二條特征在調試時很重要，即使出現故障導致對象占用的內存塊損壞，但只要引用計數表沒有被損壞，就能夠確認各個內存塊的地址

3.autorelease方法

NSAutoreleasePool是通過以AutoreleasePoolPage為結點的雙向鏈表來實現的。AutoreleasePoolPage是一個C++實現的類，類結構如圖：

• magic 用來校驗 AutoreleasePoolPage 的結構是否完整；
• next 指向最新添加的 autoreleased 對象的下一個位置，初始化時指向 begin() ；
• thread 指向當前線程；
• parent 指向父結點，第一個結點的 parent 值為 nil ；
• child 指向子結點，最后一個結點的 child 值為 nil ；
• depth 代表深度，從 0 開始，往后遞增 1；
• hiwat 代表 high water mark 。

AutoreleasePoolPage每個對象會開辟4096字節內存（也就是虛擬內存一頁的大小），除了實例變量所占空間，剩下的空間全部用來儲存autorelease對象的地址。內存結構如圖：

在Cocoa框架中，NSRunloop每次循環過程中NSAutoreleasePool對象被生成或廢棄。在大量產生autorelease對象時，只要不廢棄NSAutoreleasePool那么生成的對象就不能被釋放，在此情況下有時會產生內存不足的現象，因此有必要適當的生成，持有和廢棄NSAutoreleasePool。通常在使用Objective-C,無論調用哪一個對象的autorelease/retain方法，實現上都是調用NSObject類的autorelease/retain實例方法，但是對于NSAutoreleasePool類，autorelease/retain實例方法已被重寫，因此運行時會出錯(exception)。autorelease實際上把對象的釋放時機交給NSAutoreleasePool管理，使用方法如下：

生成并持有NSAutoreleasePool對象。

NSAutoreleasePool *pool = [NSAutoreleasePool alloc] init]; // 等同于 objc_autoreleasePoolPush()

調用已分配對象的autorelease實例方法。

id obj = [NSObject alloc] init];
[obj autorelease]; // 等同于 objc_autorelease()obj

廢棄NSAutoreleasPool對象(自動調用分配對象的release)。

[pool drain]; // 等同于 objc_autoreleasePoolPop(pool)

4.ARC說明

ARC(Automatic Reference Counting)是編譯階段自動做了retain/release，原先需要手動添加處理引用計數的代碼可以自動地由編譯器完成。ARC并不是GC，不是運行時內存管理，不會做malloc/free的工作，它只是一種代碼靜態分析（Static Analyzer）工具,同一程序中按文件單位可以選擇ARC有效和無效。Core Foundation中的malloc()或者free()等，還是需要自己手動進行內存管理。設置ARC有效的編譯方法如下：

• 使用clang(LLVM編譯器)3.0或以上版本。
• 指定編譯器屬性為”-fobjc-arc“。
  

3.引用計數查看

Apple 提供一些方法查看對象的引用計數，但是并不能完全信任這些函數提供的引用計數值。對于已釋放的對象一級不正確的對象地址，有時 也返回”1“，在多線程中，因為存在競態條件的問題，所以取得的的數值不一定可信。

[object retainCount]; //得到object的引用計數,此方法僅僅適用于MRC
 _objc_rootRetainCount(obj); //MRC和ARC都適用