objective-C 的記憶體管理之-執行個體分析

註：這是《Objective-C基礎教程》一書上的執行個體，但是原書限於篇幅，分析得比較簡單，初次閱讀看得比較費勁，這裡展開詳細討論一下。

情境：有二個類Car和Engine，即“汽車”和“引擎”。

先來看最初的版本：

Engine.h

#import <Cocoa/Cocoa.h>@interface Engine : NSObject@property int flag;@end // Engine

Engine.m

#import "Engine.h"@implementation Engine@synthesize flag;- (NSString *) description{    return ([NSString stringWithFormat:@"I am engine %d,my retainCount=%d",flag,[self retainCount]]);} // description-(void) dealloc{NSLog(@"this engine %d is going to die.",flag);[super dealloc];NSLog(@"this engine %d is dead.",flag);}@end // Engine

代碼不複雜，略加解釋：Engine類有一個flag屬性，用於後面輔助輸出時區分當前引擎的唯一標識。然後就是description方法(相當於c#中Object的toString()方法)，用於返回一個描述自身的字串。最後就是dealloc方法，用於清理自身所用的資源。

Car.h

#import <Cocoa/Cocoa.h>#import"Engine.h"@interface Car : NSObject{    Engine *engine;}@property int flag;- (void) setEngine: (Engine *) newEngine;- (Engine *) engine;@end // Car

Car.m

#import "Car.h"#import "Engine.h"@implementation Car@synthesize flag;- (id) init{    if (self = [super init]) {        engine = [Engine new]; //每輛汽車誕生時，先預設了一個空的引擎（flag=0的engine），這個對象最終也需要釋放！           }    return (self);} // init- (Engine *) engine{    return (engine);} // engine- (void) setEngine: (Engine *) newEngine{engine = newEngine;    } // setEngine-(void) dealloc{NSLog(@"the car %d is going to die.",flag);NSLog(@"%@",engine);[engine release];//釋放附屬資源：引擎[super dealloc];NSLog(@"the car %d is dead.",flag);}@end // Car

解釋一下：init方法中，給每輛汽車在出廠時預置了一個預設的引擎（其flag值為預設值0），然後setEngine方法用於給汽車設定新引擎，最後dealloc中，汽車銷毀時會附帶release自己的引擎。

先來考慮第一種情況：

有一輛汽車，給它安裝了新引擎，使用完後汽車銷毀，但是引擎還能拿出來做其它用途（比如給其它汽車使用之類），最後新引擎也用完了，銷毀！

Car *car1 = [Car new];car1.flag  = 1;Engine *engine1 = [Engine new];engine1.flag = 1;[car1 setEngine:engine1];[car1 release];NSLog(@"%@",engine1);//這裡類比引擎做其它用途[engine1 release];

以上代碼至少有二個問題：

1.1 Car在建構函式init裡，預置的預設引擎(即flag=0的引擎)最後未被釋放

1.2 Car在dealloc方法中，已經釋放了engine，所以Car釋放後，該引擎也就跟著灰飛煙滅了，沒辦法再做其它用途。所以第7,8行代碼根本沒辦法運行，會直接報錯！這比記憶體流失更嚴重。

先來解決最嚴重的第2個問題，至少讓它跑起來再說，根源在於：Car銷毀時，附帶把engine也給release了！解決它的途徑有二種：

1、去掉Car.m類dealloc中的[engine release]，但是本著“自家的孩子自己管”的原則，不推薦這種不負責任的做法。

2、在setEngine方法中，人工調用[newEngine retain]方法，讓引擎的引用計數加1，這樣正好可抵消Car.m類dealloc方法中[engine release]帶來的影響(一加一減，正好抵消！)。

於是Car.m中的setEngine方法有了第二個版本：

- (void) setEngine: (Engine *) newEngine{engine = [newEngine retain];    } // setEngine

再次編譯，總算通過了，也能運行了。先把問題1.1丟到一邊，再來考慮第二種情況：

又有一輛汽車，安裝了新引擎engine1，然後試了一下，覺得不爽，於是把engine1丟了，然後又換了另一個引擎engine2（喜新厭舊！）

Car *car1 = [Car new];car1.flag = 1;Engine *engine1 = [Engine new];engine1.flag = 1;[car1 setEngine:engine1];//換新引擎engine1[engine1 release];//覺得不爽，於是把engine1扔了Engine *engine2 = [Engine new];engine2.flag = 2;[car1 setEngine:engine2];//又換了新引擎engine2[car1 release];//使用完以後，car1報廢[engine2 release];//新引擎engine2當然也不再需要了

同樣有二個問題：

2.1 engine1先被new了一次，然後在setEngine中又被retain了一次，也就是說其retainCount為2，雖然代碼中後來release了一次，但是也只能讓retainCount減到1，並不能銷毀！

2.2 剛才1.1中所說的問題依然存在，即Car在init方法中預置的預設引擎engine0，始終被無視了，未得到解脫。

可能，你我都想到了，在setEngine方法中，可以先把原來的舊引擎給幹掉，然後再把新引擎掛上去，這樣就ok了! 好吧，setEngine的第三個版本出現了：

- (void) setEngine: (Engine *) newEngine{[engine release];engine = [newEngine retain];    } // setEngine

貌似皆大歡喜了，但是事情還沒完，又有新情況了：第三種情況

有二輛汽車Car1與Car2，Car1換了新引擎engine1，然後跑去跟Car2顯擺，Car2覺得新引擎不錯，於是要求跟Car1共用新引擎engine1，但問題是：在Car2尚未下手前，engine1已經被某人(可能是car1自己，也可能是車主main()函數)給拋棄了！

Engine *engine1 = [Engine new];//engine1.retainCount=1engine1.flag = 1;Car *car1 = [Car new];car1.flag = 1;Car *car2 = [Car new];car2.flag = 2;[car1 setEngine:engine1];//car1換了新引擎engine1[engine1 release];//然後很快又拋棄了它[car2 setEngine:[car1 engine]];//car2要跟car1共用engine1//最後car1跟car2都被車主main函數給扔了[car2 release];[car1 release];

問題：在16行[car2 release]時，car2已經徹底把engine1給銷毀了（也許car2忘記了，engine1是它跟car1共同的財產），於是緊接著[car1 release]時，car1的dealloc方法在[engine release]時，意外發現engine1已經不在人世了，最終它憤怒了，整個程式也就罷工了！

setEngine的最後一個版本

- (void) setEngine: (Engine *) newEngine{[newEngine retain];[engine release];engine = newEngine;    } // setEngine

其實就是把上一個版本的二行代碼，拆分成了三行，變成了先retain，再release，看上去好象含義一樣，但是仔細分析你會發現，如果當engine與newEngine為同一個對象的引用時（即這二指標指向的為同一塊記憶體），且newEngine（其實也就是engine）的retainCount為1時，原來的版本會導致newEngine(其實也就是engine)銷毀，而現在這樣處理後，即會被保留下來。

最後驗證一個最終版本是否能完美應付上面提到的三種情況：

第一種情況的運行結果：

2011-02-25 09:17:52.951 CarParts[257:a0f] this engine 0 is going to die.
2011-02-25 09:17:52.957 CarParts[257:a0f] this engine 0 is dead.
2011-02-25 09:17:52.959 CarParts[257:a0f] the car 1 is going to die.
2011-02-25 09:17:52.961 CarParts[257:a0f] I am engine 1,my retainCount=2
2011-02-25 09:17:52.962 CarParts[257:a0f] the car 1 is dead.
2011-02-25 09:17:52.966 CarParts[257:a0f] I am engine 1,my retainCount=1
2011-02-25 09:17:52.968 CarParts[257:a0f] this engine 1 is going to die.
2011-02-25 09:17:52.969 CarParts[257:a0f] this engine 1 is dead.

第二種情況的運行結果：

2011-02-25 09:19:30.639 CarParts[291:a0f] this engine 0 is going to die.
2011-02-25 09:19:30.644 CarParts[291:a0f] this engine 0 is dead.
2011-02-25 09:19:30.646 CarParts[291:a0f] this engine 1 is going to die.
2011-02-25 09:19:30.648 CarParts[291:a0f] this engine 1 is dead.
2011-02-25 09:19:30.650 CarParts[291:a0f] the car 1 is going to die.
2011-02-25 09:19:30.652 CarParts[291:a0f] I am engine 2,my retainCount=2
2011-02-25 09:19:30.653 CarParts[291:a0f] the car 1 is dead.
2011-02-25 09:19:30.655 CarParts[291:a0f] this engine 2 is going to die.
2011-02-25 09:19:30.657 CarParts[291:a0f] this engine 2 is dead.

第三種情況的運行結果：

2011-02-25 09:21:02.549 CarParts[324:a0f] this engine 0 is going to die.
2011-02-25 09:21:02.554 CarParts[324:a0f] this engine 0 is dead.
2011-02-25 09:21:02.556 CarParts[324:a0f] this engine 0 is going to die.
2011-02-25 09:21:02.558 CarParts[324:a0f] this engine 0 is dead.
2011-02-25 09:21:02.559 CarParts[324:a0f] the car 2 is going to die.
2011-02-25 09:21:02.561 CarParts[324:a0f] I am engine 1,my retainCount=2
2011-02-25 09:21:02.563 CarParts[324:a0f] the car 2 is dead.
2011-02-25 09:21:02.571 CarParts[324:a0f] the car 1 is going to die.
2011-02-25 09:21:02.573 CarParts[324:a0f] I am engine 1,my retainCount=1
2011-02-25 09:21:02.575 CarParts[324:a0f] this engine 1 is going to die.
2011-02-25 09:21:02.578 CarParts[324:a0f] this engine 1 is dead.
2011-02-25 09:21:02.587 CarParts[324:a0f] the car 1 is dead.

從輸出結果上看，不管是哪一種情況，Car以及Engine資源最終都得到了釋放！