iOS之内存管理

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Tagged Pointer

  • bit64之后引入，针对小对象（NSString、NSNumber、NSDate等）的存储
  • 使用前：
    • NSNumber等对象需要动态分配内存，维护引用计数，NSNumber指针存储的是堆中的NSNumber对象的地址值
  • 使用后：
    • NSNumber指针里面存储的数据变成了Tag + Data，将数据直接存储在了指针中
    • 当指针不够存储数据时，才会使用动态分配内存的方式来存储数据（堆空间）
  • 判断是否是Tagged Pointer：
    • 对于Mac平台，指针的二进制最低有效位是1时，该指针为Tagged Pointer
    • 对于iOS平台，指针的二进制最高有效位是1时，该指针为Tagged Pointer
  • objc_msgSend能识别Tagged Pointer，直接从指针中提取数据，节省了调用开销(不必在类对象的方法列表中查找方法)
  • 优点：存储数据节省了内存开销，提取数据节省了调用开销

内存管理策略

MRC：assign、copy、retain

ARC：assign、copy、strong、weak

  • assign：

    • 适用于基本数据类型
    • 实现方式是直接赋值
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    @property(nonatomic, assgin) int age;
    // MRC下或ARC编译后的实现
    -(void)setAge:(int)newAge {
    	_age = newAge;
    }

  • copy：

    • 适用于block和NSString、NSArray、NSDictionary、NSSet等Foundation框架的不可变类型。
    • 实现方式是对源对象进行一份浅拷贝（指针拷贝），指向源对象，所以源对象的引用计数会+1
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    @property(nonatomic, copy) NSArray *array;
    // MRC下或ARC编译后的实现
    -(void)setArray:(NSArray *)newArray {
    	if (_array != newArray) {
    		[_array release];
    		_array = [newArray copy];
    	}
    }

  • retain/strong：

    • 适用于对象类型和NSMutableString、NSMutableArray、NSMutableDictionary、NSMutableSet等Foundation框架的可变类型。
    • 实现方式是对源对象进行retain，源对象的引用计数+1
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    @property(nonatomic, retain) NSMutableArray *array;
    // MRC下或ARC编译后的实现
    -(void)setArray:(NSMutableArray *)newArray {
    	if (_array != newArray) {
    		[_array release];
    		_array = [newArray retain];
    	}

    可以看到，copy和retain的实现上就是对源对象进行copy还是retain操作的差别。

    上述如果没有新旧对象是否相同的判断，多次调用setter传入同一个源对象时，可能会造成源对象retainCount变成0，导致对源对象retain报错。比如：

    MRC下，ZZPerson类中有个_dog成员和setDog方法

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    // ZZPerson拥有dog属性
    @interface ZZPerson: NSObject
    {
    	ZZDog *_dog;
    }
    -(void)setDog(ZZDog *)dog;
    @end

    @implementation ZZPerson()
    -(void)setDog:(ZZDog *)dog {
    	[_dog release];
    	_dog = [dog retain];
    }
    -(void)dealloc {
    	[_dog release];
    	[super dealloc];
    }
    @end

    外部调用时：

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    {
    	ZZDog *dog = [[ZZDog alloc] init];
    	ZZPerson *person = [[ZZPerson alloc] init];
    	[person setDog: dog]; // dog引用计数为2
    	[dog release]; // dog引用计数为1（person引用）
    	
    	[person setDog: dog]; // 这里set时先release再retain，会出错
    	[person setDog: dog];

    	[person release];
    }

    上面第二次setDog方法调用拆解： [_dog release]: _dog指向dog，dog被release，引用计数变成0

    _dog = [dog retain]: dog已被释放，retain则会报错

  • weak：

    • 适用于delegate，以及一些需要弱引用的特殊场景，比如通过代理对象弱持有target来解决Timer循环引用、IBOutlet控件自身已经对该对象强引用而没必要再使用strong

    • 底层实现：

      runtime在类对象中维护了一个weak表，用于存储指向某个对象的所有weak指针。这个表是一个由单个自旋锁管理的哈希表；

      对象准备释放时，调用clearDeallocating函数。clearDeallocating函数首先根据对象地址获取所有weak指针地址的数组，然后遍历这个数组把其中的数据设为nil，最后把这个entry从weak表中删除，最后清理对象的记录。

  • __unsafe_unretained

    • 不安全
    • 当指向的对象被销毁后，指针不会自动置为nil，仍然指向原来那块内存，形成悬垂指针。

  • atomic

    • 可以保证属性的setter和getter都是原子性操作，相当于setter和getter内部加了线程同步的锁
    • 不能保证使用属性的过程是线程安全的

    比如：

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    @property(atomic, strong) NSMuableArray *array;

    {
    	self.array = [[NSMutableArray alloc] init];
    	// 只能保证[self array]是线程安全的，但不能保证addObject是线程安全的
    	[self.array addObject: @1];
    	[self.array addObject: @2];
    	[self.array addObject: @3];
    }

copy和mutableCopy

copy的目的：得到一份源对象的副本，源对象和副本互不影响；

深拷贝和浅拷贝：

  • 对不可变的源对象：copy时是浅拷贝（指针拷贝），mutableCopy是深拷贝；
  • 对可变对象：copy和mutableCopy都是深拷贝；

拷贝结果：

  • copy的结果都是不可变副本对象；
  • mutableCopy的结果都是可变副本对象。