IOS開發之__bridge,__bridge_transfer和__bridge_retained

來源:互聯網
上載者:User

Core Foundation 架構
Core Foundation架構 (CoreFoundation.framework) 是一組C語言介面,它們為iOS應用程式提供基本資料管理和服務功能。下面列舉該架構支援進行管理的資料以及可提供的服務:

群體資料類型 (數組、集合等)
程式包
字串管理
日期和時間管理
未經處理資料塊管理
偏好管理
URL及資料流操作
線程和RunLoop
連接埠和soket通訊
Core Foundation架構和Foundation架構緊密相關,它們為相同功能提供介面,但Foundation架構提供Objective-C介面。如果您將Foundation對象和Core Foundation類型摻雜使用,則可利用兩個架構之間的 “toll-free bridging”。所謂的Toll-free bridging是說您可以在某個架構的方法或函數同時使用Core Foundatio和Foundation 架構中的某些類型。很多資料類型支援這一特性,其中包括群體和字串資料型別。每個架構的類和類型描述都會對某個對象是否為
toll-free bridged,應和什麼對象橋接進行說明。

如需進一步資訊,請閱讀Core Foundation 架構參考。


自 Xcode4.2 開始匯入ARC機制後,為了支援對象間的轉型,Apple又增加了許多轉型用的關鍵字。這一講我們就來瞭解其用法,以及產生的理由。

引子
我們先來看一下ARC無效的時候,我們寫id類型轉void*類型的寫法:

id obj = [[NSObject alloc] init];
void *p = obj;
反過來,當把void*對象變回id類型時,只是簡單地如下來寫,

id obj = p;
[obj release];
但是上面的代碼在ARC有效時,就有了下面的錯誤:

    error: implicit conversion of an Objective-C pointer
        to ’void *’ is disallowed with ARC
        void *p = obj;
                  ^
 
    error: implicit conversion of a non-Objective-C pointer
        type ’void *’ to ’id’ is disallowed with ARC
        id o = p;
                ^

__bridge
為瞭解決這一問題,我們使用 __bridge 關鍵字來實現id類型與void*類型的相互轉換。看下面的例子。

id obj = [[NSObject alloc] init];
 
void *p = (__bridge void *)obj;
 
id o = (__bridge id)p;
將Objective-C的物件類型用 __bridge 轉換為 void* 類型和使用 __unsafe_unretained 關鍵字修飾的變數是一樣的。被代入對象的所有者需要明確對象生命週期的管理,不要出現異常訪問的問題。

除過 __bridge 以外,還有兩個 __bridge 相關的類型轉換關鍵字:

__bridge_transfer
__bridge_retained
接下來,我們將看看這兩個關鍵字的區別。

 

__bridge_retained
先來看使用 __bridge_retained 關鍵字的例子程式:

id obj = [[NSObject alloc] init];
 
void *p = (__bridge_retained void *)obj;
從名字上我們應該能理解其意義:類型被轉換時,其對象的所有權也將被變換後變數所持有。如果不是ARC代碼,類似下面的實現:

id obj = [[NSObject alloc] init];
 
void *p = obj;
[(id)p retain];
可以用一個實際的例子驗證,對象所有權是否被持有。

void *p = 0;
 
{
    id obj = [[NSObject alloc] init];
    p = (__bridge_retained void *)obj;
}
 
NSLog(@"class=%@", [(__bridge id)p class]);
出了大括弧的範圍後,p 仍然指向一個有效實體。說明他擁有該對象的所有權,該對象沒有因為出其定義範圍而被銷毀。

__bridge_transfer
相反,當想把本來擁有對象所有權的變數,在類型轉換後,讓其釋放原先所有權的時候,需要使用 __bridge_transfer 關鍵字。文字有點繞口,我們還是來看一段代碼吧。

如果ARC無效的時候,我們可能需要寫下面的代碼。

// p 變數原先持有對象的所有權
id obj = (id)p;
[obj retain];
[(id)p release];
那麼ARC有效後,我們可以用下面的代碼來替換:

// p 變數原先持有對象的所有權
id obj = (__bridge_transfer id)p;
可以看出來,__bridge_retained 是編譯器替我們做了 retain 操作,而 __bridge_transfer 是替我們做了 release1。

Toll-Free bridged
在iOS世界,主要有兩種對象:Objective-C 對象和 Core Foundation 對象0。Core Foundation 對象主要是有C語言實現的 Core Foundation Framework 的對象,其中也有對象引用計數的概念,只是不是 Cocoa Framework::Foundation Framework 的 retain/release,而是自身的 CFRetain/CFRelease 介面。

這兩種對象間可以互相轉換和操作,不使用ARC的時候,單純的用C原因的類型轉換,不需要消耗CPU的資源,所以叫做 Toll-Free bridged。比如 NSArray和CFArrayRef, NSString和CFStringRef,他們雖然屬於不同的 Framework,但是具有相同的對象結構,所以可以用標準C的類型轉換。

比如不使用ARC時,我們用下面的代碼:

NSString *string = [NSString stringWithFormat:...];
CFStringRef cfString = (CFStringRef)string;
同樣,Core Foundation類型向Objective-C類型轉換時,也是簡單地用標準C的類型轉換即可。

但是在ARC有效情況下,將出現類似下面的編譯錯誤:

    Cast of Objective-C pointer type ‘NSString *’ to C pointer type ‘CFStringRef’ (aka ‘const struct __CFString *’) requires a bridged cast
    Use __bridge to convert directly (no change in ownership)
    Use __bridge_retained to make an ARC object available as a +1 ‘CFStringRef’ (aka ‘const struct __CFString *’)
錯誤中已經提示了我們需要怎樣做:用 __bridge 或者 __bridge_retained 來轉型,其差別就是變更對象的所有權。

正因為Objective-C是ARC管理的對象,而Core Foundation不是ARC管理的對象,所以才要特意這樣轉換,這與id類型向void*轉換是一個概念。也就是說,當這兩種類型(有ARC管理,沒有ARC管理)在轉換時,需要告訴編譯器怎樣處理對象的所有權。

上面的例子,使用 __bridge/__bridge_retained 後的代碼如下:

NSString *string = [NSString stringWithFormat:...];
CFStringRef cfString = (__bridge CFStringRef)string;
只是單純地執行了類型轉換,沒有進行所有權的轉移,也就是說,當string對象被釋放的時候,cfString也不能被使用了。

NSString *string = [NSString stringWithFormat:...];
CFStringRef cfString = (__bridge_retained CFStringRef)string;
...
CFRelease(cfString); // 由於Core Foundation的對象不屬於ARC的管理範疇,所以需要自己release
使用 __bridge_retained 可以通過轉換目標處(cfString)的 retain 處理,來使所有權轉移。即使 string 變數被釋放,cfString 還是可以使用具體的對象。只是有一點,由於Core Foundation的對象不屬於ARC的管理範疇,所以需要自己release。

實際上,Core Foundation 內部,為了實現Core Foundation物件類型與Objective-C物件類型的相互轉換,提供了下面的函數。

CFTypeRef  CFBridgingRetain(id  X)  {
    return  (__bridge_retained  CFTypeRef)X;
}
 
id  CFBridgingRelease(CFTypeRef  X)  {
    return  (__bridge_transfer  id)X;
}
所以,可以用 CFBridgingRetain 替代 __bridge_retained 關鍵字:

NSString *string = [NSString stringWithFormat:...];
CFStringRef cfString = CFBridgingRetain(string);
...
CFRelease(cfString); // 由於Core Foundation不在ARC管理範圍內,所以需要主動release。
__bridge_transfer
所有權被轉移的同時,被轉換變數將失去對象的所有權。當Core Foundation物件類型向Objective-C物件類型轉換的時候,會經常用到 __bridge_transfer 關鍵字。

CFStringRef cfString = CFStringCreate...();
NSString *string = (__bridge_transfer NSString *)cfString;
 
// CFRelease(cfString); 因為已經用 __bridge_transfer 轉移了對象的所有權,所以不需要調用 release
同樣,我們可以使用 CFBridgingRelease() 來代替 __bridge_transfer 關鍵字。

CFStringRef cfString = CFStringCreate...();
NSString *string = CFBridgingRelease(cfString);


總結
由上面的學習我們瞭解到 ARC 中類型轉換的用法,那麼我們實際使用中按照怎樣的原則或者方法來區分使用呢,下面我總結了幾點關鍵要素。

明確被轉換類型是否是 ARC 管理的對象
Core Foundation 物件類型不在 ARC 管理範疇內
Cocoa Framework::Foundation 物件類型(即一般使用到的Objectie-C物件類型)在 ARC 的管理範疇內
如果不在 ARC 管理範疇內的對象,那麼要清楚 release 的責任應該是誰
各種對象的生命週期是怎樣的
1. 聲明 id obj 的時候,其實是預設的申明了一個 __strong 修飾的變數,所以編譯器自動地加入了 retain 的處理,所以說 __bridge_transfer 關鍵字只為我們做了 release 處理。

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