iOS内存管理中引用计数的学习

iOS内存管理中引⽤计数的学习
1.引⽤计数的思考⽅式
⾃⼰⽣成的对象，⾃⼰持有
⾮⾃⼰⽣成的对象，⾃⼰也能持有
不在需要⾃⼰持有的对象时释放
⾮⾃⼰持有的对象⽆法释放
2.引⽤计数的实现
1.alloc⽅法
+ alloc
+ allocWithZone:
class_creatInstance
calloc
调⽤alloc⽅法⾸先调⽤allocWithZone:类⽅法，然后调⽤class_creatInstance函数，最后调⽤calloc来分配内存块。

2.ratainCount/retain/release ⽅法
- retainCount
__CFDoExternRefOperation
CFBasicHashGetCountOfKey
- retain
__CFDoExternRefOperation
CFBasicHashAddValue
-retainCount
__CFDoExternRefOperation
CFBasicHashRemoveValue //CFBasicHashRemoveValue 为0时，-release调⽤dealloc
各个⽅法都通过同⼀个__CFDoExternRefOperation函数，调⽤⼀系列名称相似的函数。

并且从函数名看出苹果采⽤散列表（引⽤计数表）来管理引⽤计数，表键值为内存块地址的散列值。

然⽽GNUStep将引⽤计数保存在对象占⽤内存块头部的变量中（objc_layout这个结构体中）。

内存块头部管理引⽤计数的好处：
少量代码皆可完成
能够统⼀管理引⽤计数内存块与对象内存块。

引⽤技术表管理引⽤计数的好处：
1. 对象内存快的分配⽆需考虑内存块头部
引⽤计数表各记录中存有内存块地址，可从各个记录追溯到各个内存块。

第⼆条特征在调试时很重要，即使出现故障导致对象占⽤的内存块损坏，但只要引⽤计数表没有被损坏，就能够确认各个内存块的地址
3.autorelease⽅法
NSAutoreleasePool是通过以AutoreleasePoolPage为结点的双向链表来实现的。

AutoreleasePoolPage是⼀个C++实现的类，类结构如图：
magic ⽤来校验 AutoreleasePoolPage 的结构是否完整；
next 指向最新添加的 autoreleased 对象的下⼀个位置，初始化时指向 begin() ；
thread 指向当前线程；
parent 指向⽗结点，第⼀个结点的 parent 值为 nil ；
child 指向⼦结点，最后⼀个结点的 child 值为 nil ；
depth 代表深度，从 0 开始，往后递增 1；
hiwat 代表 high water mark 。

AutoreleasePoolPage每个对象会开辟4096字节内存（也就是虚拟内存⼀页的⼤⼩），除了实例变量所占空间，
剩下的空间全部⽤来储存autorelease对象的地址。

内存结构如图：
在Cocoa框架中，NSRunloop每次循环过程中NSAutoreleasePool对象被⽣成或废弃。

在⼤量产⽣autorelease对象时，只要不废弃NSAutoreleasePool那么⽣成的对象就不能被释放，在此情况下有时会产⽣内存不⾜的现象，因此有必要适当的⽣成，持有和废弃NSAutoreleasePool。

通常在使⽤Objective-C,⽆论调⽤哪⼀个对象的autorelease/retain⽅法，实现上都是调⽤NSObject类的autorelease/retain实例⽅法，但是对于NSAutoreleasePool类，autorelease/retain实例⽅法已被重写，因此运⾏时会出错(exception)。

autorelease实际上把对象的释放时机交给NSAutoreleasePool管理，使⽤⽅法如下：
⽣成并持有NSAutoreleasePool对象。

NSAutoreleasePool *pool = [NSAutoreleasePool alloc] init]; // 等同于 objc_autoreleasePoolPush()
调⽤已分配对象的autorelease实例⽅法。

id obj = [NSObject alloc] init];
[obj autorelease]; // 等同于 objc_autorelease()obj
废弃NSAutoreleasPool对象(⾃动调⽤分配对象的release)。

[pool drain]; // 等同于 objc_autoreleasePoolPop(pool)
4.ARC说明
ARC(Automatic Reference Counting)是编译阶段⾃动做了retain/release，原先需要⼿动添加处理引⽤计数的代码可以⾃动地由编译器完成。

ARC并不是GC，不是运⾏时内存管理，不会做malloc/free的⼯作，它只是⼀种代码静态分析（Static Analyzer）⼯具,同⼀程序中按⽂件单位可以选择ARC有效和⽆效。

Core Foundation中的malloc()或者free()等，还是需要⾃⼰⼿动进⾏内存管理。

设置ARC有效的编译⽅法如下：
使⽤clang(LLVM编译器)3.0或以上版本。

指定编译器属性为”-fobjc-arc“。

3.引⽤计数查看
Apple 提供⼀些⽅法查看对象的引⽤计数，但是并不能完全信任这些函数提供的引⽤计数值。

对于已释放的对象⼀级不正确的对象地址，有时也返回”1“，在多线程中，因为存在竞态条件的问题，所以取得的的数值不⼀定可信。

[object retainCount]; //得到object的引⽤计数,此⽅法仅仅适⽤于MRC
_objc_rootRetainCount(obj); //MRC和ARC都适⽤。