raywenderlich寫的關於內存管理，第一篇，再說一次基礎知識點

原文連接地址：http://www.raywenderlich.com/2657/memory-management-in-objective-c-tutorial

著做權聲明：本文由http://www.cnblogs.com/andyque翻譯，歡迎轉載分享。請尊重做者勞動，轉載時保留該聲明和做者博客連接，謝謝！

 

 

教程截圖：

　　當我檢查其餘開發人員的代碼時，彷佛最多見的錯誤老是圍繞在以Object-C中的內存管理爲中心。若是您使用的語言是java或C#，它們會自動爲您處理內存管理，但這也會使你對於手工內存管理工做更加迷惑。所以，在本教程中，您將經過一些實踐來學習Object-C中的內存管理是如何工做的。咱們將討論引用計數如何工做，並經過學習內存管理的全部關鍵點來構建一個真實世界的例子——一個關於您喜好的壽司類型的應用程序。

　　本教程是針對初學者的iOS開發人員或者時關注這個主題的中級開發人員。廢話就少囉嗦了，開始編碼。

 

開始

　　在xcode開發環境中，打開File\New Project，選擇iOS\Application\Navigation-based Application，並將新項目命名爲ProMemFun，執行Build\Build and Run, 在模擬器中你會看到一個以下空表視圖：

 

 

　　比方說，咱們但願在這個列表中填入咱們喜好的壽司類型。最簡單的方法是建立一個數組來容下每一種壽司類型的字符串名稱，而後每次咱們顯示一行，從數組中放入合適的字符串到表格中。在rootViewController.h中爲壽司類型聲明一個實例變量，代碼以下：

 

#import <UIKit/UIKit.h>
 
@interface RootViewController : UITableViewController {
    NSArray * _sushiTypes;
}
 
@end 

 

　　經過這個聲明，每一個RootViewController實例對象將有空間來存儲一個指向NSArray數組的指針，這是一個Object-C類，使用這個數組初始化後就不能改變它。若是你須要更改一個初始化後的數組（例如，添加一項後），你應該使用NSMutableArray替代。

 

　　也許你會奇怪，爲何咱們在命名的變量前面添加一個下劃線？這剛好是我喜歡作的事情，這樣作有些事情會變得更容易。在後續的關於Objec-C教程中我將討論我爲何喜歡這麼作，可是如今請注意，到目前爲止，咱們所做的是僅僅添加了一個實例變量，沒有作與屬性相關的東東，咱們把它命名爲「如下劃線開頭」，這只是一個我的的喜愛問題，其實它沒有作特別的東西。

　　如今，打開RootViewController.m文件，註釋viewDiaLoad，而後設置如下代碼：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
 
    _sushiTypes = [[NSArray alloc] initWithObjects:@"California Roll", 
                   @"Tuna Roll", @"Salmon Roll", @"Unagi Roll", 
                   @"Philadelphia Roll", @"Rainbow Roll",
                   @"Vegetable Roll", @"Spider Roll", 
                   @"Shrimp Tempura Roll", @"Cucumber Roll",
                   @"Yellowtail Roll", @"Spicy Tuna Roll",
                   @"Avocado Roll", @"Scallop Roll",
                   nil];
} 

 

 

　　如今咱們進入內存管理，Object-C中建立的對象使用的是引用計數。這就意味着每個對象都跟蹤有多少其餘的對象引用它。一旦引用計數變爲0，這個對象的內存就會安全的釋放掉。

　　做爲一個程序員，你要確保對象的引用計數老是準確的。當你在某個地方存儲了一個對象的指針（好比是實例變量），你須要增長引用計數，有時候須要遞減引用計數。

「個人天啊」，你可能會思考，「這聽起來太複雜和混亂了」，不要擔憂，作起來要比聽起來簡單些。

 

初始化對象和釋放對象的內存

　　無論何時你在Object-c中建立一個對象，首先你要調用alloc爲這個對象去分配內存空間，而後調用init方法去初始化這個對象，當init方法不帶任何參數時，有時候你會看到程序員用new方法替代（這相似於先調用alloc，而後調用init）。

　　最重要的是一旦你這麼作了，你會獲得一個新的對象，而且它的引用計數置爲1。所以，當完成全部的工做後，你須要遞減引用計數。

好了，咱們給出一個開頭。仍然是在RootViewController.m中，去文件末尾，像下面同樣設置viewDidUnload和dealloc方法：

 

- (void)viewDidUnload {
    [_sushiTypes release];
    _sushiTypes = nil;
}
 
- (void)dealloc {
    [_sushiTypes release];
    _sushiTypes = nil;
    [super dealloc];
} 

 

 

 

 

　　記住當你用alloc/init建立一個array時，它的引用計數已經爲1了。所以當你完成與array相關的工做時，須要遞減它的引用計數。在Object-C中，你能夠經過對這個對象調用release方法。

　　可是你應該在什麼地方release呢？哦，你必定要在dealloc方法中release這個array，顯然易見，當這個viewController銷燬後，你也不會再須要這個array了。因此，記住不管什麼時候你在viewDidLoad中建立一個對象（這個對象的引用計數會初始化爲1），你應該在viewDidUnload中釋放這個對象。不要太擔憂，關於這兒主題我會專門寫一篇教程。

　　注意，釋放對象後，請將其設置爲nil，若是你試圖調用一個指向nil的指針，你的程序會崩潰。

　　好了，如今讓咱們使用新的array。首先，替換掉tableView:numberOfRowsInSection 裏面的"return 0"，替換成下面的語句：

// Replace "return 0;" in tableView:numberOfRowsInSection with this
return _sushiTypes.count; 

　　這裏意思是說，tableView裏面的數據行數等於sushiTypes數組裏面的記錄個數。

 

 

 

 

　　如今，咱們須要告訴table view，每一行具體顯示什麼內容。找到tableView:cellForRowAtIndexPath函數，而後找到註釋 「Configure the cell」，在後面添加下列代碼：

NSString * sushiName = [_sushiTypes objectAtIndex:indexPath.row]; // 1
NSString * sushiString = 
    [[NSString alloc] initWithFormat:@"%d: %@", 
        indexPath.row, sushiName]; // 2
cell.textLabel.text = sushiString; // 3
[sushiString release]; // 4 

 

　　讓咱們一行一行代碼解釋一下上面的程序：

1. 根據當前行號查找sushiTypes數組裏面對應的字符串
2. 咱們想這樣顯示字符串：「3: Unagi Roll「，3表明行號，而「Unagi Roll」 是那一行的sushi的名字。要構建一個具備這種格式的字符串的話，你能夠用NSString的initWithFormat來輕鬆構建。記住，當你這樣作完以後，返回的字符串的引用計數是1.
3. 設置當前行的文本爲剛剛獲得的格式化字符串。當你這樣設置以後，text label會把sushiString copy一下。（相應的，其引用計數會加1）
4. 咱們用完sushiString了，所以，調用release把它釋放掉。若是你忘了這樣作的話，那麼這裏就會致使一個內存泄漏。由於字符串的引用計數是1，永遠也不會獲得釋放。（即便text label把sushiString釋放了一次，也沒用。由於剛開始建立的時候是1，賦值的時候爲2，而後再label再釋放一次，爲1。而若是你不調用[sushiString release]的話，那麼就會內存泄漏）

　　編譯並運行，若是一切OK的話，你將會看到sushi的列表。

Autorelease Your Potential

　　目前爲止，你知道了，當你調用alloc/init的時候，引用計數是1，當你用完這個對象的時候，你須要調用release把引用計數變爲0.

　　接下來，讓咱們討論一下另一種方法----autorelease。

　　當你給一個對象發送autorelease消息後，它的意思是說「嘿！我想讓你在未來某個時刻被釋放掉，好比當前run loop結束的時候。可是，如今我可以使用你」。

　　最容易理解的方式就是看代碼。修改 tableView:cellForRowAtIndexPath 方法，找到 「Configure the cell」註釋，在後面添加下列代碼：

NSString * sushiName = [_sushiTypes objectAtIndex:indexPath.row]; // 1
NSString * sushiString = 
    [[[NSString alloc] initWithFormat:@"%d: %@", 
        indexPath.row, sushiName] autorelease]; // 2
cell.textLabel.text = sushiString; // 3 

　　所以，和上一次相比，這裏只改了兩個地方。首先，你在第二行結尾的時候調用了autorelease。其次，你把最後一行release的調用代碼移除掉了。

　　接上來，我解釋一下。在第2行代碼結束的時候，sushiString的引用計數是1，可是，咱們給它發送了一個autorelease消息。這意味着，你能夠在這個函數裏面使用sushiString，可是，一旦下一次run loop被調用的時候，它就會被髮送release對象。而後引用計數改成0，那麼內存也就被釋放掉了。（關於autorelease究竟是怎麼工做的，個人理解是：每個線程都有一個autoreleasePool的棧，裏面放了不少autoreleasePool對象。當你向一個對象發送autorelease消息以後，就會把該對象加到當前棧頂的autoreleasePool中去。噹噹前runLoop結束的時候，就會把這個pool銷燬，同時對它裏面的全部的autorelease對象發送release消息。而autoreleasePool是在當前runLoop開始的時候建立的，並壓入棧頂。那麼什麼是一個runLoop呢？一個UI事件，Timer call， delegate call， 都會是一個新的Runloop。）

　　在這個例子中，上面的解決辦法很是好，可是，後面咱們不會使用它。然而，若是咱們想要存儲一個變量（可是不retain它），而後在某個地方使用這個變量（好比用戶點擊某一行的時候，選中那一行），那麼咱們就有大麻煩了。由於那樣咱們是在嘗試訪問一個已經銷燬的對象，可想而知，程序確定是crash拉！

　　有時候，當你調用一些方法的時候，你獲得的返回給你的對象的引用計數是1，可是，它是一個autorelease的對象。你修改一下tableView:cellForRowAtIndexPath方法，修改爲下面的樣子，而後你就知道我剛剛講的是什麼意思了：

NSString * sushiName = [_sushiTypes objectAtIndex:indexPath.row]; // 1
NSString * sushiString = 
    [NSString stringWithFormat:@"%d: %@", 
        indexPath.row, sushiName]; // 2
cell.textLabel.text = sushiString; // 3 

　　這裏代碼改變之處是第2行。你不是本身調用 alloc/init/autorelease，而是使用NSString的一個類方法stringWithFormat。這個方法會返回一個引用計數爲1的字符串，而且它是一個autorelease的對象。所以，和上面的寫法同樣，你能夠放心的使用這個字符串，可是，若是你不retain它，而後又在後面某個地方使用它的話，那麼程序就會崩潰。

　　你可能會奇怪，你怎麼知道哪些對象返回給你的時候是autorelease的？好吧，讓我教你一個簡單的慣用法，具體以下：

• 若是一個方法以init或者copy開頭，那麼返回給你的對象的引用計數是1，而且這不是一個autorelease的對象。換句話說，你調用這些方法的話，你就對返回的對象負責，你再用完以後必須手動調用release來釋放內存。
• 若是一個方法不是以init或者copy開頭的話,那麼返回的對象引用計數爲1，可是，這是一個autorelease對象。換句話說，你如今能夠放心使用此對象，用完以後它會自動釋放內存。可是，若是你想在其它地方使用它（好比換個函數），那麼，這時，你就須要手動retain它了。

Retain Your Wits

　　若是你如今有一個autorelease對象，而且像在後面繼續使用它，那麼該怎麼辦呢？其實很簡單，你只須要對它發送retain消息就OK了。這樣會把引用計數變爲2，可是，只要出了當前runLoop，那麼引用計數又會變爲1，那麼對象仍是不會銷燬（由於只有引用計數爲0才能銷燬）。

　　讓咱們來看看具體怎麼作。打開RootViewController.h ，而後在@interface裏面添加一個實例變量：

NSString * _lastSushiSelected; 

　　這裏只是定義了一個新的實例變量，它將用來追蹤選中的最後那一行的字符串。

　　接下來，修改 tableView:didSelectRowAtIndexPath ，修改以下：

- (void)tableView:(UITableView *)tableView didSelectRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
 
    NSString * sushiName = [_sushiTypes objectAtIndex:indexPath.row]; // 1
    NSString * sushiString = [NSString stringWithFormat:@"%d: %@", 
        indexPath.row, sushiName]; // 2
 
    NSString * message = [NSString stringWithFormat:@"Last sushi: %@.  Cur sushi: %@", _lastSushiSelected, sushiString]; // 3
    UIAlertView *alertView = [[[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"Sushi Power!" 
                                                         message:message 
                                                        delegate:nil 
                                               cancelButtonTitle:nil 
                                               otherButtonTitles:@"OK", nil] autorelease]; // 4
    [alertView show]; // 5
 
    [_lastSushiSelected release]; // 6
    _lastSushiSelected = [sushiString retain]; // 7
 
} 

　　這裏的代碼比較多，讓咱們一行一行來看：

1. 查找當前行對應的shshiTypes數組裏面的字符串。
2. 根據當前行號構建一個新的字符串。注意，這裏使用的是stringWithFormat方法，它返回的是一個autorelease的字符串。由於這個方法並非以init或者copy開頭，因此你就知道。記住，這意味着，你能夠在這個函數裏面使用此字符串，可是出了這個函數的話，若是你還想繼續使用之，那必需要對它發送一個retain消息。
3. 構建一個消息，用來顯示當前選中的sushi和最後選中的sushi。和上面同樣，這裏也是使用的stringWithFormat方法，它返回的是一個autorelease對象。由於咱們只想在這個函數裏面使用，因此沒有retain。
4. 建立一個alertView來顯示剛剛構建的那個消息。這裏是經過alloc/init方式建立的，因此咱們須要在以後再發送一個autorelease消息，這樣在出了這個函數之後，這個對象就會被釋放掉了。
5. 顯示這個alert view。
6. 再你設置lastSushiSelected實例變量以前，你須要先釋放當前的lastSushiSelected實例變量，若是當前實例變是已是nil的話，也沒有關係，因上nil對象能夠接收任何消息。
7. 由於你想在這個函數以外再使用lastSushiSelected這個字符串，因此你須要retain它。

　　還有一件事你不能忘記。爲了保存不會有任何內存泄漏，你須要在RootViewController的dealloc方法裏面調用下面方法來釋放內存：

[_lastSushiSelected release];
_lastSushiSelected = nil; 

　　基本上，在dealloc方法被裏面，你須要對「你負責的對象」發送release消息，而且要把它賦值爲nil。

　　編譯並運行，如今，當你選中一行，你就能夠看到下面的屏幕輸出了。

引用計數相關參考資料

　　讓咱們回顧一下所學的知識：

• 當你調用alloc/init的時候，你獲得一個引用計數是1的對象。
• 當你用完這個對象以後，你要對它調用release消息，使其引用計數爲0，這樣它的內存纔會被釋放掉。
• 當你調用一個方法，它不是以init或者copy開頭的，這時，返回給你的對象是autorelease的，它是一種在未來某個時刻會自動被釋放的對象。（這裏我也要提醒你們一句，好比你在寫一個函數，它的名字是xxx，沒有以init或者copy開頭，那麼記得你返回的對象必定要是autorelease的，不然，別人在使用你這個函數的時候就會把它當前是autorelease的，那麼他就不會release它，這樣就會形成內存泄漏，千萬要切記！！！)
• 若是你想繼續使用autorelease對象，那麼你就要給它放送一個retain消息。
• 若是你使用alloc/init方法建立了一個對象，可是你想讓它本身在出了runLoop以後被自動釋放的話，那麼你能夠在alloc/init以後再調用autorelease。這也是一種見得比較多的寫法了。好比，cocos2d裏面調用[xxx node]的時候，就等於[[[xxx alloc] init]autorelease].

　　本教程只講述了objc內存管理的很基本的部分，若是想得到更多的信息，請參考蘋果的文檔： Memory Management Programming Guide.

何去何從?

　　這裏有本教程的完整源代碼。

　　無論你是一個多麼優秀的開發者，或者你對內存管理的理解有多麼的深刻，你仍是不可避免地要犯一些內存相關的錯誤。所以，在個人下一篇教程中，我將教你們若是使用XCode, Instruments, 和 Zombies來檢測內存泄漏。所以，提早準備好跟我來吧！