objective-C 的記憶體管理之-引用計數

obj-c本質就是"改進過的c語言"，大家都知道c語言是沒有記憶體回收(GC)機制的(註：雖然obj-c2.0後來增加了GC功能，但是在iphone上不能用，因此對於iOS平台的程式員來講，這個幾乎沒啥用)，所以在obj-c中寫程式時，對於資源的釋放得由開發人員手動處理，相對要費心一些。

引用計數

這是一種古老但有效記憶體管理方式。每個對象(特指：類的執行個體)內部都有一個retainCount的引用計數，對象剛被建立時，retainCount為1，可以手動調用retain方法使retainCount+1，同樣也可以手動調用release方法使retainCount-1，調用release方法時，如果retainCount值減到0，系統將自動調用對象的dealloc方法(類似於c#中的dispose方法)，開發人員可以在dealloc中釋放或清理資源。

1、基本用法

為了示範這種基本方式，先定義一個類Sample

類介面部分Sample.h

////  Sample.h//  MemoryManage_1////  Created by jimmy.yang on 11-2-19.//  Copyright 2011 __MyCompanyName__. All rights reserved.//#import <Foundation/Foundation.h>@interface Sample : NSObject {}@end

類實現部分Sample.m

////  Sample.m//  MemoryManage_1////  Created by jimmy.yang on 11-2-19.//  Copyright 2011 __MyCompanyName__. All rights reserved.//#import "Sample.h"@implementation Sample-(id) init{if (self=[super init]){NSLog(@"建構函式被調用了！當前引用計數:%d",[self retainCount]);}return (self);}-(void) dealloc{NSLog(@"解構函式將要執行...，當前引用計數:%d",[self retainCount]);[super dealloc];}@end

代碼很簡單，除了"建構函式"跟"解構函式"之外，沒有任何其它多餘處理。

主程式調用

#import <Foundation/Foundation.h>#import "Sample.h"int main (int argc, const char * argv[]) {Sample *_sample = [Sample new];//建構函式被調用了！當前引用計數:1NSLog(@"_sample.retainCount=%d",[_sample retainCount]);//1[_sample retain];NSLog(@"_sample.retainCount=%d",[_sample retainCount]);//2[_sample retain];NSLog(@"_sample.retainCount=%d",[_sample retainCount]);//3[_sample release];NSLog(@"_sample.retainCount=%d",[_sample retainCount]);//2[_sample release];NSLog(@"_sample.retainCount=%d",[_sample retainCount]);//1[_sample release];//解構函式將要執行...，當前引用計數:1NSLog(@"_sample.retainCount=%d",[_sample retainCount]);//1，註：即便是在解構函式執行後，如果立即再次引用對象的retainCount，仍然返回1,但以後不管再試圖引用該對象的任何屬性或方法，都將報錯NSLog(@"_sample.retainCount=%d",[_sample retainCount]);//對象被釋放之後，如果再嘗試引用該對象的任何其它方法，則報錯//[_sample retain];//同上，會報錯 return 0;}

這段代碼主要驗證:對象剛建立時retainCount是否為1，以及retain和release是否可以改變retainCount的值，同時retainCount減到0時，是否會自動執行dealloc函數

nil 的問題:

1.1 如果僅聲明一個Sample類型的變數(其實就是一個指標)，而不執行個體化，其初始值為nil

1.2 變數執行個體化以後，就算release掉，dealloc被成功調用，其retainCount並不馬上回到0(還能立即調用一次且僅一次[xxx
retainCount])，而且指標變數本身也不會自動歸為nil值

1.3 dealloc被調用後，必須手動賦值nil，retainCount才會自動歸0

以上結論是實際實驗得出來的，見下面的代碼：

Sample *s ;NSLog(@"s %@,retainCount=%d",s==nil?@"is nil":@"is not nil",[s retainCount]);//s is nil,retainCount=0s = [Sample new];NSLog(@"s %@,retainCount=%d",s==nil?@"is nil":@"is not nil",[s retainCount]);//s is not nil,retainCount=1[s release];NSLog(@"s %@,retainCount=%d",s==nil?@"is nil":@"is not nil",[s retainCount]);//s is not nil,retainCount=1//NSLog(@"s %@,retainCount=%d",s==nil?@"is nil":@"is not nil",[s retainCount]);//報錯：Program received signal:  “EXC_BAD_ACCESS”.s = nil;NSLog(@"s %@,retainCount=%d",s==nil?@"is nil":@"is not nil",[s retainCount]);//s is nil,retainCount=0

所以千萬別用if
(x == nil) 或 if ([x retainCount]==0)來判斷對象是否被銷毀，除非你每次銷毀對象後，手動顯式將其賦值為nil

2、複雜情況

上面的樣本過於簡章，只有一個類自己獨耍，如果有多個類，且相互之間有聯絡時，情況要複雜一些。下面我們設計二個類Shoe和Man（即“鞋子類”和”人“），每個人都要穿鞋，所以Man與Shoe之間應該是Man擁有Shoe的關係。

Shoe.h介面定義部分

#import <Foundation/Foundation.h>@interface Shoe : NSObject {NSString* _shoeColor;int _shoeSize;}//鞋子尺寸-(void) setSize:(int) size;-(int) Size;//鞋子顏色-(void) setColor:(NSString*) color;-(NSString*) Color;//設定鞋子的顏色和尺碼-(void) setColorAndSize:(NSString*) pColor shoeSize:(int) pSize;@end

Shoe.m實現部分

////  Shoe.m//  MemoryManage_1////  Created by jimmy.yang on 11-2-19.//  Copyright 2011 __MyCompanyName__. All rights reserved.//#import "Shoe.h"@implementation Shoe//建構函式-(id)init{if (self=[super init]){_shoeColor = @"black";_shoeSize = 35;}NSLog(@"一雙 %@ %d碼 的鞋子造好了！",_shoeColor,_shoeSize);return (self);}-(void) setColor:(NSString *) newColor{_shoeColor = newColor;}-(NSString*) Color{return _shoeColor;}-(void) setSize:(int) newSize{_shoeSize = newSize;}-(int) Size{return _shoeSize;}-(void) setColorAndSize:(NSString *)color shoeSize:(int)size{[self setColor:color];[self setSize:size];}//解構函式-(void) dealloc{NSLog(@"%@ %d碼的鞋子正在被人道毀滅！",_shoeColor,_shoeSize);[super dealloc];}@end

Man.h定義部分

////  Man.h//  MemoryManage_1////  Created by jimmy.yang on 11-2-20.//  Copyright 2011 __MyCompanyName__. All rights reserved.//#import <Foundation/Foundation.h>#import "Shoe.h"@interface Man : NSObject {NSString *_name;Shoe *_shoe;}-(void) setName:(NSString*) name;-(NSString*)Name;-(void) wearShoe:(Shoe*) shoe;@end

Man.m實現部分

////  Man.m//  MemoryManage_1////  Created by jimmy.yang on 11-2-20.//  Copyright 2011 __MyCompanyName__. All rights reserved.//#import "Man.h"@implementation Man//建構函式-(id)init{if (self=[super init]){_name = @"no name";}NSLog(@"新人\"%@\"出生了！",_name);return (self);}-(void) setName:(NSString *)newName{_name =newName;}-(NSString*)Name{return _name;}-(void) wearShoe:(Shoe *)shoe{_shoe = shoe;}//解構函式-(void) dealloc{NSLog(@"\"%@\"要死了！ ",_name);[super dealloc];}@end

main函數調用

#import <Foundation/Foundation.h>#import "Shoe.h"#import "Man.h"int main (int argc, const char * argv[]) {Man *jimmy = [Man new];[jimmy setName:@"Jimmy"];Shoe *black40 =[Shoe new];[black40 setColorAndSize:@"Black" shoeSize:40];[jimmy wearShoe:black40];[jimmy release];[black40 release];return 0;    }

2011-02-23 13:05:50.550 MemoryManage[253:a0f] 新人"no name"出生了！ 
2011-02-23 13:05:50.560 MemoryManage[253:a0f] 一雙 black 35碼 的鞋子造好了！ 
2011-02-23 13:05:50.634 MemoryManage[253:a0f] "Jimmy"要死了！ 
2011-02-23 13:05:50.636 MemoryManage[253:a0f] Black 40碼的鞋子正在被人道毀滅！

以上是輸出結果，一切正常，jimmy與black40佔用的資源最終都得到了釋放。但是有一點不太合理，既然鞋子(black40)是屬於人(jimmy)的，為什麼人死了（即:[jimmy release]），卻還要main函數來責任燒掉他的鞋子？(即：main函數中還是單獨寫一行[black40 release]) 貌似人死的時候，就連帶自上的所有東西一併帶走，這樣更方便吧。

ok，我們來改造一下Man.m中的dealloc()方法，改成下面這樣：

//解構函式-(void) dealloc{NSLog(@"\"%@\"要死了！ ",_name);[_shoe release];//這裡釋放_shoe[super dealloc];}

即：在Man被銷毀的時候，先把_shoe給銷毀。這樣在main()函數中，就不再需要單獨寫一行[black40 release]來釋放black40了.

現在又有新情況了：jimmy交了一個好朋友mike，二人成了鐵哥們，然後jimmy決定把自己的鞋子black40，跟mike共同擁有，於是main函數就成了下面這樣：

int main (int argc, const char * argv[]) {Man *jimmy = [Man new];[jimmy setName:@"Jimmy"];Shoe *black40 =[Shoe new];[black40 setColorAndSize:@"Black" shoeSize:40];[jimmy wearShoe:black40];Man *mike = [Man new];[mike setName:@"mike"];[mike wearShoe:black40];//mike跟jimmy，現在共同擁有一雙40碼黑色的鞋子[jimmy release];[mike release];    return 0;}

麻煩來了：jimmy在掛掉的時候(即[jimmy release]這一行)，已經順手把自己的鞋子也給銷毀了(也許他忘記了mike也在穿它)，然後mike在死的時候，準備燒掉自已的鞋子black40，卻被告之該對象已經不存在了。於是程式運行報錯：

Running…
2011-02-23 13:38:53.169 MemoryManage[374:a0f] 新人"no name"出生了！
2011-02-23 13:38:53.176 MemoryManage[374:a0f] 一雙 black 35碼 的鞋子造好了！
2011-02-23 13:38:53.177 MemoryManage[374:a0f] 新人"no name"出生了！
2011-02-23 13:38:53.179 MemoryManage[374:a0f] "Jimmy"要死了！ 
2011-02-23 13:38:53.181 MemoryManage[374:a0f] Black 40碼的鞋子正在被人道毀滅！
2011-02-23 13:38:53.183 MemoryManage[374:a0f] "mike"要死了！ 
Program
received signal:  “EXC_BAD_ACCESS”.
sharedlibrary apply-load-rules all
(gdb)

上面紅色的部分表示程式出錯了：Bad_Access也就是說訪問不存在的地址。

最解決的辦法莫過於又回到原點，Man.m的dealloc中不連帶釋放Shoe執行個體，然後把共用的鞋子放到main函數中，等所有人都掛掉後，最後再銷毀Shoe執行個體，但是估計main()函數會有意見了：你們二個都死了，還要來麻煩我料理後事。

舉這個例子無非就是得出這樣一個原則：對於new出來的對象，使用retain造成的影響一定要運用相應的release抵消掉，反之亦然，否則，要麼對象不會被銷毀，要麼過早銷毀導致後面的非法引用而出錯。

下一回，我們來看看如何用自動釋放池來換一個方式來處理引用計數。