概述
我們知道在程序運行過程中要創建大量的對象，和其他高級語言類似，在ObjC中對象時存儲在堆中的，系統並不會自動釋放堆中的內存（注意基本類型是由系統自己管理的，放在棧上）。如果一個對象創建並使用後沒有得到及時釋放那麼就會佔用大量內存。其他高級語言如C#、Java都是通過垃圾回收來（GC）解決這個問題的，但在OjbC中並沒有類似的垃圾回收機制，因此它的內存管理就需要由開發人員手動維護。今天將着重介紹ObjC內存管理：
引用計數器
在Xcode4.2及之後的版本中由於引入了ARC（Automatic Reference Counting）機制,程序編譯時Xcode可以自動給你的代碼添加內存釋放代碼，如果編寫手動釋放代碼Xcode會報錯，因此在今天的內容中如果你使用的是Xcode4.2之後的版本（相信現在大部分朋友用的版本都比這個要高），必須手動關閉ARC，這樣才有助於你理解ObjC的內存回收機制。
ObjC中的內存管理機制跟C語言中指針的內容是同樣重要的，要開發一個程序並不難，但是優秀的程序則更測重於內存管理，它們往往佔用內存更少，運行更加流暢。雖然在新版Xcode引入了ARC，但是很多時候它並不能完全解決你的問題。在Xcode中關閉ARC：項目屬性—Build Settings--搜索“garbage”找到Objective-C Automatic Reference Counting設置爲No即可。
內存管理原理
我們都知道在C#、Java中都有GC在自動管理內存，當我們實例化一個對象之後通常會有一個變量來引用這個對象（變量中存儲對象地址），當這個引用變量不再使用之後（也就是不再引用這個對象）此時GC就會自動回收這個對象，簡單的說就是：當一個對象沒有任何變量引用的時候就會被回收。
例如下面的C#代碼片段
using System; namespace GC { class Program { private static void Test() { object o=new object(); } static void Main(string[] args) { Test(); } } }
上面是一段C#代碼，在Test()方法中，通過new Object()創建了一個對象，o是一個對象的引用（存儲了對象的地址），它是一個局部變量，作用範圍就是Test()方法內部。
當執行完Test()方法之後o就會被釋放，此時由於沒有變量在引用new Object()這個對象，因此GC會自動回收這個對象所佔用的空間。
但是在ObjC中沒有垃圾回收機制，那麼ObjC中內存又是如何管理的呢？其實在ObjC中內存的管理是依賴對象引用計數器來進行的：在ObjC中每個對象內部都有一個與之對應的整數（retainCount），叫“引用計數器”，當一個對象在創建之後它的引用計數器爲1，當調用這個對象的alloc、retain、new、copy方法之後引用計數器自動在原來的基礎上加1（ObjC中調用一個對象的方法就是給這個對象發送一個消息），當調用這個對象的release方法之後它的引用計數器減1，如果一個對象的引用計數器爲0，則系統會自動調用這個對象的dealloc方法來銷燬這個對象。
下面通過一個簡單的例子看一下引用計數器的知識：
Person.h
// // Person.h // MemoryManage // // Kenshin Cui on 14-2-15. // Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved. // #import <Foundation/Foundation.h> @interface Person : NSObject #pragma mark - 屬性 @property (nonatomic,copy) NSString *name; @property (nonatomic,assign) int age; @end
Person.m
// // Person.m // MemoryManage // // Kenshin Cui on 14-2-15. // Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved. // #import "Person.h" @implementation Person #pragma mark - 覆蓋方法 #pragma mark 重寫dealloc方法，在這個方法中通常進行對象釋放操作 -(void)dealloc{ NSLog(@"Invoke Person's dealloc method."); [super dealloc];//注意最後一定要調用父類的dealloc方法（兩個目的：一是父類可能有其他引用對象需要釋放；二是：當前對象真正的釋放操作是在super的dealloc中完成的） } @end
main.m
// // main.m // MemoryManage // // Created by Kenshin Cui on 14-2-15. // Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved. // #import <Foundation/Foundation.h> #import "Person.h" void Test1(){ Person *p=[[Person alloc]init]; //調用alloc，引用計數器+1 p.name=@"Kenshin"; p.age=28; NSLog(@"retainCount=%lu",[p retainCount]); //結果：retainCount=1 [p release]; //結果：Invoke Person's dealloc method. //上面調用過release方法，p指向的對象就會被銷燬，但是此時變量p中還存放着Person對象的地址， //如果不設置p=nil，則p就是一個野指針，它指向的內存已經不屬於這個程序，因此是很危險的 p=nil; //如果不設置p=nil，此時如果再調用對象release會報錯，但是如果此時p已經是空指針了， //則在ObjC中給空指針發送消息是不會報錯的 [p release]; } void Test2(){ Person *p=[[Person alloc]init]; p.name=@"Kenshin"; p.age=28; NSLog(@"retainCount=%lu",[p retainCount]); //結果：retainCount=1 [p retain];//引用計數器+1 NSLog(@"retainCount=%lu",[p retainCount]); //結果：retainCount=2 [p release];//調用1次release引用計數器-1 NSLog(@"retainCount=%lu",[p retainCount]); //結果：retainCount=1 [p release]; //結果：Invoke Person's dealloc method. p=nil; } int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { Test1(); } return 0; }
在上面的代碼中我們可以通過dealloc方法來查看是否一個對象已經被回收，如果沒有被回收則有可能造成內存泄露。如果一個對象被釋放之後，那麼最後引用它的變量我們手動設置爲nil，否則可能造成野指針錯誤，而且需要注意在ObjC中給空對象發送消息是不會引起錯誤的。
野指針錯誤形式在Xcode中通常表現爲：Thread 1：EXC_BAD_ACCESS(code=EXC_I386_GPFLT)錯誤。因爲你訪問了一塊已經不屬於你的內存。
內存釋放的原則
手動管理內存有時候並不容易，因爲對象的引用有時候是錯綜複雜的，對象之間可能互相交叉引用，此時需要遵循一個法則：誰創建，誰釋放。
假設現在有一個人員Person類，每個Person可能會購買一輛汽車Car，通常情況下購買汽車這個活動我們可能會單獨抽取到一個方法中，同時買車的過程中我們可能會多看幾輛來最終確定理想的車，現在我們的代碼如下：
Car.h
// // Car.h // MemoryManage // // Created by Kenshin Cui on 14-2-15. // Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved. // #import <Foundation/Foundation.h> @interface Car : NSObject #pragma mark - 屬性 #pragma mark 車牌號 @property (nonatomic,copy) NSString *no; #pragma mark - 公共方法 #pragma mark 運行方法 -(void)run; @end
Car.m
// // Car.m // MemoryManage // // Created by Kenshin Cui on 14-2-15. // Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved. // #import "Car.h" @implementation Car #pragma mark - 公共方法 #pragma mark 運行方法 -(void)run{ NSLog(@"Car(%@) run.",self.no); } #pragma mark - 覆蓋方法 #pragma mark 重寫dealloc方法 -(void)dealloc{ NSLog(@"Invoke Car(%@) dealloc method.",self.no); [super dealloc]; } @end
Person.h
// // Person.h // MemoryManage // // Created by Kenshin Cui on 14-2-15. // Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved. // #import <Foundation/Foundation.h> @class Car; @interface Person : NSObject{ Car *_car; } #pragma mark - 屬性 #pragma mark 姓名 @property (nonatomic,copy) NSString *name; #pragma mark - 公共方法 #pragma mark Car屬性的set方法 -(void)setCar:(Car *)car; #pragma mark Car屬性的get方法 -(Car *)car; @end
Person.m
// // Person.m // MemoryManage // // Created by Kenshin Cui on 14-2-15. // Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved. // #import "Person.h" #import "Car.h" @implementation Person #pragma mark - 公共方法 #pragma mark Car屬性的set方法 -(void)setCar:(Car *)car{ if (_car!=car) { //首先判斷要賦值的變量和當前成員變量是不是同一個變量 [_car release]; //釋放之前的對象 _car=[car retain];//賦值時重新retain } } #pragma mark Car屬性的get方法 -(Car *)car{ return _car; } #pragma mark - 覆蓋方法 #pragma mark 重寫dealloc方法 -(void)dealloc{ NSLog(@"Invoke Person(%@) dealloc method.",self.name); [_car release];//在此釋放對象，即使沒有賦值過由於空指針也不會出錯 [super dealloc]; } @end
main.m
// // main.m // MemoryManage // // Created by Kenshin Cui on 14-2-15. // Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved. // #import <Foundation/Foundation.h> #import "Person.h" #import "Car.h" void getCar(Person *p){ Car *car1=[[Car alloc]init]; car1.no=@"888888"; p.car=car1; NSLog(@"retainCount(p)=%lu",[p retainCount]); Car *car2=[[Car alloc]init]; car2.no=@"666666"; [car1 release]; car1=nil; [car2 release]; car2=nil; } int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { Person *p=[[Person alloc]init]; p.name=@"Kenshin"; getCar(p); [p.car run]; [p release]; p=nil; } return 0; }
程序運行結果：
從運行結果來看創建的三個對象p、car1、car2都被回收了，而且[p.car run]也能順利運行，已經達到了我們的需求。但是這裏需要重點解釋一下setCar方法的實現,setCar方法中爲什麼沒有寫成如下形式：
-(void)setCar:(Car *)car{ _car=car; }
前面在我們說到屬性的定義時不是都採用的這種方式嗎？
根據前面說到的內存釋放原則，getCar方法完全符合，在這個方法中定義的兩個對象car1、car2也都是在這個方法中釋放的，包括main函數中的p對象也是在main函數中定義和釋放的。但是如果發現調用完getCar方法之後緊接着調用了汽車的run方法，當然這在程序設計和開發過程中應該是再普通不過的設計了。如果setCar寫成“_car=car”的形式，當調用完getCar方法後，人員的car屬性被釋放了，此時調用run方法是會報錯的（大家自己可以試試）。但是如下的方式卻不會有問題：
-(void)setCar:(Car *)car{ if (_car!=car) { //首先判斷要賦值的變量和當前成員變量是不是同一個變量 [_car release]; //釋放之前的對象 _car=[car retain];//賦值時重新retain } }
因爲在這個方法中我們通過[car retain]保證每次屬性賦值的時候對象引用計數器+1,這樣一來調用過getCar方法可以保證人員的car屬性不會被釋放，其次爲了保證上一次的賦值對象（car1）能夠正常釋放，我們在賦新值之前對原有的值進行release操作。最後在Person的dealloc方法中對_car進行一次release操作（因爲setCar中做了一次retain操作）保證_car能正常回收。
屬性參數
像上面這樣編寫setCar方法的情況是比較多的，那麼如何使用@property進行自動實現呢？答案就是使用屬性參數，例如上面car屬性的setter方法，可以通過@property定義如下：
@property (nonatomic,retain) Car *car;
你會發現此刻我們不必手動實現car的getter、setter方法程序仍然沒有內存泄露。其實大家也應該都已經看到前面Person的name屬性定義的時候我們同樣加上了（nonatomic,copy）參數，這些參數到底是什麼意思呢？
@property的參數分爲三類，也就是說參數最多可以有三個，中間用逗號分隔，每類參數可以從上表三類參數中人選一個。如果不進行設置或者只設置其中一類參數，程序會使用三類中的各個默認參數，默認參數：(atomic,readwrite,assign)
一般情況下如果在多線程開發中一個屬性可能會被兩個及兩個以上的線程同時訪問，此時可以考慮atomic屬性，否則建議使用nonatomic，不加鎖，效率較高；readwirte方法會生成getter、setter兩個方法，如果使用readonly則只生成getter方法；關於set方法處理需要特別說明，假設我們定義一個屬性a，這裏列出三種方式的生成代碼：
assign，用於基本數據類型
-(void)setA:(int)a{ _a=a; }
retain，通常用於非字符串對象
-(void)setA:(Car *)a{ if(_a!=a){ [_a release]; _a=[a retain]; } }
copy，通常用於字符串對象、block、NSArray、NSDictionary
-(void)setA:(NSString *)a{ if(_a!=a){ [_a release]; _a=[a copy]; } }
備註：本文基於MRC進行介紹，ARC下的情況不同，請參閱其他文章，例如ARC下基本數據類型默認的屬性參數爲(atomic,readwrite,assign)，對象類型默認的屬性參數爲(atomic,readwrite,strong)
自動釋放池
在ObjC中也有一種內存自動釋放的機制叫做“自動引用計數”（或“自動釋放池”），與C#、Java不同的是，這只是一種半自動的機制，有些操作還是需要我們手動設置的。自動內存釋放使用@autoreleasepool關鍵字聲明一個代碼塊，如果一個對象在初始化時調用了autorelase方法，那麼當代碼塊執行完之後，在塊中調用過autorelease方法的對象都會自動調用一次release方法。這樣一來就起到了自動釋放的作用，同時對象的銷燬過程也得到了延遲（統一調用release方法）。看下面的代碼：
Person.h
// // Person.h // MemoryManage // // Created by Kenshin Cui on 14-2-15. // Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved. // #import <Foundation/Foundation.h> @interface Person : NSObject #pragma mark - 屬性 #pragma mark 姓名 @property (nonatomic,copy) NSString *name; #pragma mark - 公共方法 #pragma mark 帶參數的構造函數 -(Person *)initWithName:(NSString *)name; #pragma mark 取得一個對象（靜態方法） +(Person *)personWithName:(NSString *)name; @end
Person.m
// // Person.m // MemoryManage // // Created by Kenshin Cui on 14-2-15. // Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved. // #import "Person.h" @implementation Person #pragma mark - 公共方法 #pragma mark 帶參數的構造函數 -(Person *)initWithName:(NSString *)name{ if(self=[super init]){ self.name=name; } return self; } #pragma mark 取得一個對象（靜態方法） +(Person *)personWithName:(NSString *)name{ Person *p=[[[Person alloc]initWithName:name] autorelease];//注意這裏調用了autorelease return p; } #pragma mark - 覆蓋方法 #pragma mark 重寫dealloc方法 -(void)dealloc{ NSLog(@"Invoke Person(%@) dealloc method.",self.name); [super dealloc]; } @end
main.m
// // main.m // MemoryManage // // Created by Kenshin Cui on 14-2-15. // Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved. // #import <Foundation/Foundation.h> #import "Person.h" int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { Person *person1=[[Person alloc]init]; [person1 autorelease];//調用了autorelease方法後面就不需要手動調用release方法了 person1.name=@"Kenshin";//由於autorelease是延遲釋放，所以這裏仍然可以使用person1 Person *person2=[[[Person alloc]initWithName:@"Kaoru"] autorelease];//調用了autorelease方法 Person *person3=[Person personWithName:@"rosa"];//內部已經調用了autorelease，所以不需要手動釋放，這也符合內存管理原則，因爲這裏並沒有alloc所以不需要release或者autorelease Person *person4=[Person personWithName:@"jack"]; [person4 retain]; } /*結果： Invoke Person(rosa) dealloc method. Invoke Person(Kaoru) dealloc method. Invoke Person(Kenshin) dealloc method. */ return 0; }
當上面@autoreleaespool代碼塊執行完之後，三個對象都得到了釋放，但是person4並沒有釋放，原因很簡單，由於我們手動retain了一次，當自動釋放池釋放後調用四個對的release方法，當調用完person4的release之後它的引用計數器爲1，所有它並沒有釋放（這是一個反例，會造成內存泄露）；autorelase方法將一個對象的內存釋放延遲到了自動釋放池銷燬的時候，因此上面person1，調用完autorelase之後它還存在，因此給name賦值不會有任何問題；在ObjC中通常如果一個靜態方法返回一個對象本身的話，在靜態方法中我們需要調用autorelease方法，因爲按照內存釋放原則，在外部使用時不會進行alloc操作也就不需要再調用release或者autorelase，所以這個操作需要放到靜態方法內部完成。
對於自動內存釋放簡單總結一下：
- autorelease方法不會改變對象的引用計數器，只是將這個對象放到自動釋放池中；
- 自動釋放池實質是當自動釋放池銷燬後調用對象的release方法，不一定就能銷燬對象（例如如果一個對象的引用計數器>1則此時就無法銷燬）；
- 由於自動釋放池最後統一銷燬對象，因此如果一個操作比較佔用內存（對象比較多或者對象佔用資源比較多），最好不要放到自動釋放池或者考慮放到多個自動釋放池；
- ObjC中類庫中的靜態方法一般都不需要手動釋放，內部已經調用了autorelease方法；
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