淺談Objective—C內(nèi)存管理技術(shù)及應(yīng)用

摘 要：合理地內(nèi)存管理機制能確保有效地管理內(nèi)存資源。在Objective-C程序中，必須確保所創(chuàng)建的對象在不再需要它們的時候被銷毀。Cocoa定義了內(nèi)存管理規(guī)則和原則使得正確管理應(yīng)用程序的內(nèi)存變得容易和可靠。

關(guān)鍵詞：Objective-C；內(nèi)存管理；應(yīng)用

中圖分類號：TP311.11

在編寫程序的過程中，有效和高效地管理內(nèi)存資源是程序開發(fā)人員需要著重考慮的事情，一方面是為了保證應(yīng)用程序的內(nèi)存消耗盡可能低，另一方面是為了防止內(nèi)存泄漏。為此，Cocoa定義了一些有助于內(nèi)存管理的規(guī)則和原則。內(nèi)存管理所要做的就是清理不用的內(nèi)存，以便內(nèi)存能夠再次利用，即以某些方式確定一個對象不再需要使用了，并且它占用的內(nèi)存能夠被回收。

1 Objective-C內(nèi)存管理規(guī)則

Cocoa提供了一種被稱為“引用計數(shù)”或“保留計數(shù)”的機制，內(nèi)存管理被放在對象創(chuàng)建與銷毀的生命周期中，該機制不同于C語言中有方法（malloc/free）直接操作內(nèi)存，也不同于GC語言自動管理內(nèi)存。實際上，這種內(nèi)存管理方式使得每一個對象都有一個引用計數(shù)，當(dāng)對象被創(chuàng)建的時候，其引用計數(shù)為1；當(dāng)引用計數(shù)減少到0時，對象會被銷毀。

在Objective-C中，所有對象都被定義為指針；指針是一個特殊的變量，它里面存儲的數(shù)值被解釋成為內(nèi)存里的一個地址，如果使用不當(dāng)，就會出錯或者造成內(nèi)存的泄露。因此，在進行內(nèi)存管理時，需要了解內(nèi)存管理規(guī)則。Objective-C內(nèi)存管理規(guī)則的主要內(nèi)容：（1）把對象視為內(nèi)存，只能釋放或自動釋放所擁有的對象。（2）當(dāng)使用含有alloc、new、copy的方法創(chuàng)建對象，便擁有該對象的所有權(quán)；或者向?qū)ο蟀l(fā)送retain消息，也會擁有該對象的所有權(quán)。（3）當(dāng)不再使用對象時，向?qū)ο蟀l(fā)送release或autorelease消息，將會釋放對象的所有權(quán)。通常，在不適合立即回收對象的情況下才使用autorelease。（4）通過實現(xiàn)dealloc方法來釋放所擁有的實例變量。（5）自由釋放池（@autoreleasepool），即自動引用計數(shù)（ARC機制），這是一種半自動機制，可以手動設(shè)置或取消。自動內(nèi)存釋放使用@autoreleasepool關(guān)鍵字聲明一個代碼塊，當(dāng)代碼塊執(zhí)行完之后，對象都會自動調(diào)用一次release方法，同時對象的銷毀過程也得到了延遲（統(tǒng)一調(diào)用release方法）。

2 常見錯誤及對策

內(nèi)存泄露主要是指由于設(shè)計的失誤對某塊內(nèi)存失去控制，而這塊內(nèi)存不能被再次使用，導(dǎo)致了內(nèi)存的浪費。當(dāng)發(fā)生內(nèi)存泄露或別的內(nèi)存問題時會比較麻煩，因為編譯器不會自動發(fā)現(xiàn)這類錯誤，通常是在程序運行時才能捕捉到；同時，Objective-C 2.0后引入的ARC機制，也不能完全避免內(nèi)存泄露等問題。避免內(nèi)存問題、解決內(nèi)存泄露的辦法：（1）為了防止內(nèi)存泄露，當(dāng)使用alloc或copy創(chuàng)建了對象，或者使用retain保留了對象，我們都必須通過release方法釋放。（2）改寫dealloc方法，在需要的時候釋放內(nèi)存。（3）手動創(chuàng)建autoreleasepool，該方法使得無須等待系統(tǒng)釋放所創(chuàng)建的對象，便可告訴系統(tǒng)在代碼段結(jié)束時釋放對象。（4）大多數(shù)情況下，申請內(nèi)存的語句數(shù)量和釋放內(nèi)存的語句數(shù)量應(yīng)該相等。

3 應(yīng)用實例

以下是內(nèi)存管理的一個例子，首先定義了一個類Student，包含兩個實例變量name和age，自定義相應(yīng)的setter和getter方法，并手動管理內(nèi)存，該例子給出了一個內(nèi)存泄露的情況，并在最后給出解決方案。

3.1 Student類的接口文件的定義：

3.2 Student類的實現(xiàn)文件的定義：

3.3 主方法main的實現(xiàn)如下：

從運行結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對象stu的實例變量name被字符串s2=”Jacky”重新賦值，此時，原來定義的字符串s1不再使用，但是它的引用計數(shù)仍然為1，到最后它所占用的內(nèi)存都沒有被釋放。

導(dǎo)致這種問題的產(chǎn)生的根源在-（void）setName：方法上，當(dāng)[stu setName：s1]時，name擁有了s1的使用權(quán)；接下來，當(dāng)用戶使用[stu setName：s2]來替換了原來s1的值時，并沒有對name發(fā)送release消息，那么name對于s1的使用權(quán)就沒有釋放，但此時name的值已被s2所取代，即此刻name擁有了s2的使用權(quán)，而s1不再使用，而此時s1的引用計數(shù)仍為1，所占用內(nèi)存沒有正?；厥?，故產(chǎn)生了內(nèi)存泄露。

為了解決該內(nèi)存問題，我們在原來的-（void）setName：方法中，增加[name release]；這行代碼（即原方法中被注釋掉的一行），該代碼使得原來name沒有正確釋放它所擁有的對象的使用權(quán)的問題得到解決，相應(yīng)的內(nèi)存管理過程也正確了。同時，需要說明的是，當(dāng)初次執(zhí)行[name release]；時，name的值為nil，而在Objective-C程序中，向nil發(fā)送任何消息都不會報錯。

4 結(jié)束語

綜上，只要掌握了Objective-C中的內(nèi)存管理的正確方法和步驟，很多不必要的內(nèi)存問題和內(nèi)存泄露是完全可以避免的。

參考文獻：

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作者簡介：任艷（1982.04-），女，教師，講師，碩士研究生，研究方向：現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)。

作者單位：蘇州高博軟件技術(shù)職業(yè)學(xué)院，江蘇蘇州 215100