記憶體管理原則

• 自己生成的物件，自己持有
• 非自己生成的物件，自己也能持有
• 不在需要自己持有的物件時釋放
• 非自己持有的物件無法釋放

自己生成的物件，自己持有

使用 alloc/new/copy/mutableCopy 名稱開頭的方法名意味著自己生成的物件只能自己持有！

// 自己生成並持有物件
id obj = [[NSObject alloc] init];

id obj1 = [NSObject new];

使用NSObject類的alloc類方法就能自己生成並持有物件。指向生成並持有物件的指標被賦給變數obj。另外，使用new類方法也能生成並持有物件，兩中方式是完全一致的。

而copy方法則利用基於NSCopying方法約定，由各類實現的copyWithZone：

非自己生成的物件，自己也能持有

// 取得非自己生成的物件，但並不持有
id obj = [NSMutableArray array];

// 自己持有物件
[obj retain];

原始碼中，NSMutableArray類物件被賦值給變數obj，但變數obj自己並不持有該物件，所以使用retain方法可以持有物件。

不再需要自己持有的物件時釋放

自己持有的物件，一旦不再需要，持有者有義務釋放該物件。

// 自己生成並持有物件
id obj = [[NSObject alloc] init];

// 釋放物件
 

[obj release];

如此，自己生成並持有的物件就通過release方法釋放了。需要注意的是，物件一旦釋放絕對不可訪問。

那麼，呼叫[NSMutableArray array]方法取得的物件存在，但自己不持有物件是如何實現的呢？

- (id)object
{
    // 自己持有物件
    id obj = [[NSObject alloc] init];

    // 自動釋放
    [obj autorelease];

    return obj;
}

上例中，使用了autorelease方法。用該方法，可以使取得的物件存在，但自己卻不持有物件。autorelease提供這樣的功能，使物件在超出指定的生存範圍時能夠自動並正確地釋放（呼叫release方法）。

呼叫release方法物件會立即釋放。但呼叫autorelease方法不會立即釋放，而是把物件註冊到autoreleasepool中，經過一段時間後，pool結束時讓裡面的物件自動呼叫release方法，這個後面會詳細說明！

無法釋放非自己持有的物件

對於用alloc/new/copy/mutableCopy方法生成並持有的物件，或是用retain方法持有的物件，由於持有者是自己，所以在不需要該物件的時候將其釋放。而由此以外所得到的物件絕對不能釋放，因為釋放了非自己所持有的物件就會造成崩潰！

example1：自己生成並持有的物件，在釋放完後再次釋放

// 自己生成並持有物件
    id obj = [[NSObject alloc] init];

    // 釋放物件
    [obj release];

    // 釋放之後再次釋放非自己持有的物件
    // 崩潰資訊：訪問一塊壞記憶體
    [obj release];

example2：在“取得的物件存在，但自己不持有物件”時釋放

// 取得非自己生成的物件，但並不持有
id obj = [NSMutableArray array];

[obj release];

記憶體管理的引用計數實現原理

蘋果對引用計數的實現是：採用引用計數表管理引用計數（下面是列舉的兩個好處）

• 物件用記憶體塊的分配無需考慮記憶體塊頭部
• 引用計數表各記錄中存有記憶體塊地址，可從各個記錄追溯都各個物件的記憶體塊

所以可知，第二條在除錯的時候有很重要的作用。即使出現故障導致物件佔用的記憶體塊損壞，但只要引用計數表沒有被損壞，就能夠確認各記憶體塊的位置。而且在利用工具檢測記憶體洩漏時，引用計數表的各記錄也有助於檢測各物件的持有者是否存在。

Autorelease

Autorelease的使用

autorelease從名字上來看，意思就是“自動釋放”，它類似於C語言中區域性變數的特性。當超出其作用域時，物件例項的release例項方法會被呼叫。

autorelease使用如下：

• 生成並持有NSAutoreleasePool物件
• 呼叫已分配物件的autorelease例項方法
• 廢棄NSAutoreleasePool物件

而且對於所有呼叫過autorelease例項方法的物件，在廢棄NSAutoreleasePool物件時，都將呼叫release例項方法。

Autorelease的實現

在GNUstep的原始碼中，autorelease的實現為如下程式碼：

- (id)autorelease
{
    [NSAutoreleasePool addObject:self]; 
}

可以看出，autorelease例項方法的本質就是呼叫NSAutoreleasePool物件的addObject類方法。

當呼叫NSObject類的autorelease例項方法時，該物件會被追加到正在使用的NSAutoreleasePool物件中的數組裡.

所有權修飾符

Objective-C中為了處理物件，可將變數型別定義為id型別或各種物件型別。

• 物件型別：指向NSObject這樣的Objective-C類的指標
• id型別：用於隱藏物件型別的類名部分，相當於C語言中常用的void *

ARC有效時，id型別和物件型別同C語言其他型別不同，其型別上必須附加所有權修飾符，一共有四種：

• __strong
• __weak
• __unsafe _unretained
• __autoreleasing

__strong 修飾符

__strong修飾符是id型別和物件型別預設的所有權修飾符。

// 下面兩句程式碼效果是一樣的
id obj = [[NSObject alloc] init];
id __strong obj = [[NSObject alloc] init];

__strong修飾對物件的“強引用”。持有強引用的變數在超出其作用域時被廢棄，隨著強引用的實效，引用的物件會隨之釋放。

{
    // 自己生成並持有物件
    // 因為變數obj為強引用，所以自己持有物件
    id __strong obj = [[NSObject alloc] init];

}

/*
 *  因為變數obj超出其作用域，強引用實效。
 *  所以自動釋放自己持有的物件，物件的所有者不存在，因此廢棄該物件
 */

__strong修飾符的變數，不僅只在變數作用域中，在賦值上也能正確地管理其物件的所有者，而且Objective-C類成員變數，也可以在方法引數上，使用附有__strong修飾符的變數。

所以很明顯，__strong修飾符很符合“引用計數式記憶體管理的思考方式”。“自己生成的物件，自己持有”和“非自己生成的物件自己也能持有”只需通過對帶__strong修飾符的變數賦值便可達成。通過廢棄帶__strong修飾符的變數或者對變數賦值，就可以做到“不再需要自己持有的物件時釋放”。而由於不再鍵入release，所以“非自己持有的物件無法釋放”根本就不可能執行。

__weak 修飾

__strong是有一個致命的缺點，那就是容易出現兩個物件相互引用（迴圈引用容易發現記憶體洩漏）和一個物件自引用，而__weak就可以避免這種現象。

{
    // 自己生成並持有物件
    id __strong obj0 = [[NSObject alloc] init];

    // obj1變數持有生成物件的弱引用
    id __weak obj1 = obj0;
}

/**
 *  因為obj0變數超出其作用域，強引用實效，所以自動釋放自己的持有的物件
 *  而物件的所有者不存在，所以廢棄該物件
 */

帶__weak修飾符的變數不持有物件，所以在超出其變數作用域的時候，物件即被釋放。

__weak修飾符還有另一個優點。在持有某物件的弱引用時，若該物件被廢棄，則此弱引用將自動失效，並且處於nil被賦值的狀態。

id __weak obj1 = nil;

{
    id __strong obj0 = [[NSObject alloc] init];

    obj1 = obj0;

    // 輸出obj1變數持有的弱引用的物件
    NSLog(@"A: %@", obj1);
}

/**
 *  因為obj0變數超出其作用域，強引用失效，所以自動釋放自己持有的物件
 *  物件無持有者，所以廢棄該物件
 *
 *  廢棄該物件的同時，持有該物件弱引用的obj1變數的弱引用失效，nil賦值給obj1
 */
NSLog(@"B: %@", obj1);

列印結果：

因此，使用__weak可以避免迴圈引用，而且通過檢查附有__weak修飾符的變數是否為nil，可以判斷被賦值的物件是否已廢棄。

__unsafe _unretained 修飾符

ARC式的記憶體管理是編譯器的工作，但附有__unsafe _unretained修飾符的變數不屬於編譯器的記憶體管理物件。

__unsafe _unretained修飾符和__weak修飾符其實類似，在上面的程式碼中把修飾符改為__unsafe _unretained後，列印結果就為：

需要注意的是：賦值給附有__unsafe _unretained修飾符變數的物件在通過該變數使用時，如果沒有確保其確實存在，那麼應用程式就會崩潰

__autoreleasing 修飾符

ARC有效時，不能使用autorelease方法，也不能使用NSAutoreleasePool類。不過實際上，ARC有效時autorelease功能也是起作用的。

ARC有效時，@autoreleasePool塊代替了NSAutoreleasePool類，__autoreleasing修飾符代替了autorelease方法。 而且__autoreleasing修飾符和__strong一樣，一般都是非顯式的附加。

注意點：編譯器會自動檢查方法名是否以alloc/new/copy/mutableCopy開始，如果不是則自動將返回值的物件註冊到autoreleasePool中，而且根據命名規則，init方法返回值的物件不註冊到autoreleasePool中

在ARC有效時，[NSMutableArray array]方法的內部實現如下：

+ (id)array
{
    id obj = [[NSMutableArray alloc] init];

    return obj;
}

由於return使得物件變數超出其作用域，所以該強引用對應的自己持有的物件會被自動釋放，但該物件作為函式返回值，編譯器會自動將其註冊到autoreleasePool。

而且在訪問附有__weak修飾符的變數時，實際上必定要訪問註冊到autoreleasePool的物件。因為__weak修飾符持有物件的弱引用，而在訪問引用物件的過程中，該物件有可能會被廢棄。所以為了確保該物件存在，就會把要訪問的物件註冊到autoreleasePool中，那麼在@autoreleasePool塊結束之前都能讓其存在。

ARC規則

在ARC有效的情況下，必須遵守一定的規則。規則如下：

• 不能使用retain/release/retainCount/autorelease
• 不能使用NSAllocateObject/NSDeallocateObject
• 須遵守記憶體管理的方法命名規則
• 不要顯式呼叫dealloc
• 使用@autoreleasepool塊代替NSAutoreleasePool
• 不能使用區域 (NSZone)
• 物件型別變數不能作為C語言結構體的成員
• 顯式轉換id和void *