Objective-C 和 Core Foundation 對象相互轉換的內存管理總結

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iOS允許Objective-C 和 Core Foundation 對象之間可以輕鬆的轉換，拿 NSString 和 CFStringRef 來說，直接轉換豪無壓力：

CFStringRef aCFString = (CFStringRef)aNSString;
NSString *aNSString = (NSString *)aCFString;

CFStringRef aCFString = (CFStringRef)aNSString;
NSString *aNSString = (NSString *)aCFString;

針對內存管理問題，ARC 可以幫忙管理 Objective-C 對象, 但是不支持 Core Foundation 對象的管理，所以轉換後要注意一個問題：誰來釋放使用後的對象。 本文重點總結一下類型轉換後的內存管理。

一、非ARC的內存管理

倘若不使用ARC，手動管理內存，思路比較清晰，使用完，release轉換後的對象即可。

//NSString 轉 CFStringRef
CFStringRef aCFString = (CFStringRef) [[NSString alloc] initWithFormat:@"%@", string];
//...
CFRelease(aCFString);


//CFStringRef 轉 NSString
CFStringRef aCFString = CFStringCreateWithCString(kCFAllocatorDefault,
                                                  bytes,
                                                  NSUTF8StringEncoding);
NSString *aNSString = (NSString *)aCFString;
//...
[aNSString release];

//NSString 轉 CFStringRef
CFStringRef aCFString = (CFStringRef) [[NSString alloc] initWithFormat:@"%@", string];
//...
CFRelease(aCFString);


//CFStringRef 轉 NSString
CFStringRef aCFString = CFStringCreateWithCString(kCFAllocatorDefault,
                                                  bytes,
                                                  NSUTF8StringEncoding);
NSString *aNSString = (NSString *)aCFString;
//...
[aNSString release];

二、ARC下的內存管理

ARC的誕生大大簡化了我們針對內存管理的開發工作，但是隻支持管理 Objective-C 對象, 不支持 Core Foundation 對象。Core Foundation 對象必須使用CFRetain和CFRelease來進行內存管理。那麼當使用Objective-C 和 Core Foundation 對象相互轉換的時候，必須讓編譯器知道，到底由誰來負責釋放對象，是否交給ARC處理。只有正確的處理，才能避免內存泄漏和double free導致程序崩潰。

根據不同需求，有3種轉換方式

• __bridge                   （不改變對象所有權）

• __bridge_retained 或者 CFBridgingRetain()               （解除 ARC 所有權）

• __bridge_transfer 或者 CFBridgingRelease()             （

  給予 ARC 所有權）

1. __bridge_retained 或者 CFBridgingRetain() 

__bridge_retained 或者 CFBridgingRetain()  將Objective-C對象轉換爲Core Foundation對象，把對象所有權橋接給Core Foundation對象，同時剝奪ARC的管理權，後續需要開發者使用CFRelease或者相關方法手動來釋放對象。

來看個例子：

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];

    NSString *aNSString = [[NSString alloc]initWithFormat:@"test"];
    CFStringRef aCFString = (__bridge_retained CFStringRef) aNSString;

    (void)aCFString;

    //正確的做法應該執行CFRelease
    //CFRelease(aCFString);
}

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];

    NSString *aNSString = [[NSString alloc]initWithFormat:@"test"];
    CFStringRef aCFString = (__bridge_retained CFStringRef) aNSString;

    (void)aCFString;

    //正確的做法應該執行CFRelease
    //CFRelease(aCFString);
}

程序沒有執行CFRelease，造成內存泄漏：

CFBridgingRetain()  是 __bridge_retained 的宏方法，下面兩行代碼等價：

CFStringRef aCFString = (__bridge_retained CFStringRef) aNSString;
CFStringRef aCFString = (CFStringRef) CFBridgingRetain(aNSString);

CFStringRef aCFString = (__bridge_retained CFStringRef) aNSString;
CFStringRef aCFString = (CFStringRef) CFBridgingRetain(aNSString);

2. __bridge_transfer 或者 CFBridgingRelease()

__bridge_transfer 或者 CFBridgingRelease()  將非Objective-C對象轉換爲Objective-C對象，同時將對象的管理權交給ARC，開發者無需手動管理內存。

接着上面那個內存泄漏的例子，再轉成OC對象交給ARC來管理內存，無需手動管理，也不會出現內存泄漏：

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];

    NSString *aNSString = [[NSString alloc]initWithFormat:@"test"];
    CFStringRef aCFString = (__bridge_retained CFStringRef) aNSString;
    aNSString = (__bridge_transfer NSString *)aCFString;
}

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];

    NSString *aNSString = [[NSString alloc]initWithFormat:@"test"];
    CFStringRef aCFString = (__bridge_retained CFStringRef) aNSString;
    aNSString = (__bridge_transfer NSString *)aCFString;
}

CFBridgingRelease() 是__bridge_transfer的宏方法，下面兩行代碼等價：

aNSString = (__bridge_transfer NSString *)aCFString;
aNSString = (NSString *)CFBridgingRelease(aCFString);

aNSString = (__bridge_transfer NSString *)aCFString;
aNSString = (NSString *)CFBridgingRelease(aCFString);

3. __bridge 

__bridge 只做類型轉換，不改變對象所有權，是我們最常用的轉換符。

從OC轉CF，ARC管理內存：

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];

    NSString *aNSString = [[NSString alloc]initWithFormat:@"test"];
    CFStringRef aCFString = (__bridge CFStringRef)aNSString;

    (void)aCFString;
}

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];

    NSString *aNSString = [[NSString alloc]initWithFormat:@"test"];
    CFStringRef aCFString = (__bridge CFStringRef)aNSString;

    (void)aCFString;
}

從CF轉OC，需要開發者手動釋放，不歸ARC管：

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];

    CFStringRef aCFString = CFStringCreateWithCString(NULL, "test", kCFStringEncodingASCII);
    NSString *aNSString = (__bridge NSString *)aCFString;

    (void)aNSString;

    CFRelease(aCFString);
}

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];

    CFStringRef aCFString = CFStringCreateWithCString(NULL, "test", kCFStringEncodingASCII);
    NSString *aNSString = (__bridge NSString *)aCFString;

    (void)aNSString;

    CFRelease(aCFString);
}