Objective-C中如何實(shí)現(xiàn)ARC

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Objective-C中如何實(shí)現(xiàn)ARC，小編覺得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

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前言

在ARC出現(xiàn)以前，程序員們只能靠retain/relese/autorelease來確保對象們恰好“堅(jiān)持”到被需要的那一刻。如果忘了retain，或者多次release某個(gè)對象，程序就會(huì)發(fā)生內(nèi)存泄漏的問題，甚至直接崩潰。

在Xcode 4.2中，除了語法檢查外，Apple的新LLVM編譯器還將內(nèi)存管理的苦差事接了過來，它會(huì)檢查代碼，決定何時(shí)釋放對象。Apple的文檔里是這么定義ARC的:

“自動(dòng)引用計(jì)數(shù)(ARC)是一個(gè)編譯器級(jí)的功能，它能簡化Cocoa應(yīng)用中對象生命周期管理（內(nèi)存管理）的流程。”

ARC使內(nèi)存管理在大部分時(shí)候變得如同小事一樁，但我們?nèi)砸跊Q定自己的類如何管理其它對象的引用時(shí)承擔(dān)一些責(zé)任。

蘋果的官方說明中稱，ARC是“由編譯器進(jìn)行內(nèi)存管理”的，但是實(shí)際上只有編譯其是無法完全勝任的，再次基礎(chǔ)上還需要Objective-C運(yùn)行時(shí)庫的協(xié)助。

也就是說，ARC由以下工具、庫來實(shí)現(xiàn)。

  • clang（LLVM編輯器）

  • objc4 Objective-C 運(yùn)行時(shí)庫

__strong 修飾符

{
 id __strong obj = [[NSObject alloc] init];
}

～～本人是c/cpp小白，沒有編譯成功，沒看到匯編輸出TAT～～

以上代碼編譯器的模擬代碼：

/** 編譯器的模擬代碼 */
id obj = objc_msgSend(NSObject, @selector(alloc));
objc_msgSend(obj,@selector(init));
objc_release(obj);

如上所示，調(diào)用了2次objc_msgSend方法，變量的作用域結(jié)束時(shí)通過objc_release釋放對象。雖然ARC有效時(shí)不能使用release方法，但由此可知編譯器自動(dòng)插入了release。

使用alloc/new/copy/mutableCopy以外的方法時(shí)：

{
 id __strong obj = [NSMutableArray array];
}

編譯器的模擬代碼如下：

/** 編譯器的模擬代碼 */
id obj = objc_msgSend(NSMutableArray,@selector(array));
objc_retainAutoreleasedReturnValue(obj);
objc_release(obj);

其中的objc_retainAutoreleasedReturnValue函數(shù)主要用于優(yōu)化程序運(yùn)行，它用于自己持有（retain）對象的函數(shù)，但它持有的對象應(yīng)為返回注冊在autoreleasepool中對象的方法，或是函數(shù)的返回值。在調(diào)用alloc/new/copy/mutableCopy以外的方法，由編譯器插入該函數(shù)。

與 objc_retainAutoreleaseReturnValue函數(shù)相對的函數(shù)為objc_autoreleaseReturnValue函數(shù)。它用于alloc/new/copy/mutableCopy方法以外的NSMutableArray類的array類方法等返回對象的實(shí)現(xiàn)上。

+ (id) array
{
 return [[NSArray alloc] init];
}

轉(zhuǎn)換后

+ (id) array
{
 id obj = objc_msgSend(NSArray,@selector(alloc));
 objc_msgSend(obj,@selector(init));
 return objc_autoreleaseReturnValue(obj);
}

返回注冊到autoreleasepool中對象的方法使用了objc_autoreleaseReturValue函數(shù)返回注冊到autoreleasepool中的對象。但是objc_autoreleaseReturValue函數(shù)同objc_autorelease函數(shù)不同，一般不僅限于注冊對象到autoreleasepool中。

objc_autoreleaseReturValue函數(shù)會(huì)檢查使用該函數(shù)的方法或函數(shù)調(diào)用方的執(zhí)行命令列表。如果方法或函數(shù)的調(diào)用方在調(diào)用了方法或函數(shù)后緊接著調(diào)用objc_retainAutoreleasedReturnValue()函數(shù)，那么就不將返回的對象注冊到autoreleasepool中，而直接傳遞到方法或函數(shù)的調(diào)用方。objc_retainAutoreleasedReturnValue函數(shù)與objc_retain函數(shù)不同，它即便不注冊到autoreleasepool中而返回對象，也能夠正確地獲取對象。

通過objc_autoreleaseReturnValue函數(shù)和objc_retainAutoreleasedReturnValue函數(shù)的協(xié)作，可以不講對象注冊到autoreleasepool中而直接傳遞，這一過程達(dá)到了最優(yōu)化。

__weak 修飾符

  • 若附有__weak修飾符的變量所引用的對象被廢棄，則將nil賦值給該變量。

  • 使用附有__weak修飾符的變量，即是使用注冊到了autoreleasepool中的對象。

{
 id __weak obj1 = obj;
}
/** 編譯器的模擬代碼 */
id obj1;
objc_initWeak(&obj1,obj);
objc_destroyWeak(&obj1);

通過objc_initWeak函數(shù)初始化附有__weak修飾符的變量，在變量作用域結(jié)束時(shí)通過objc_destroyWeak函數(shù)釋放該變量。
如以下源碼所示，objc_initWeak函數(shù)將附有__weak修飾符的變量初始化為0后，會(huì)將賦值的對象作為參數(shù)調(diào)用objc_storeWeak函數(shù)。

obj1 = 0;
objc_storeWeak(&obj1,obj);

objc_destroyWeak函數(shù)將0作為參數(shù)調(diào)用objc_storeWeak函數(shù)。

objc_storeWeak(&obj1,0);

即前面的源代碼和以下代碼相同：

id obj1;
obj1 = 0;
objc_storeWeak(&obj1,obj);
objc_storeWeak(&obj1,0);

objc_weakStore函數(shù)把第二參數(shù)的復(fù)制對象的地址作為鍵值，將第一參數(shù)的附有__weak修飾符的變量的地址注冊到weak表中，如果第二參數(shù)為0，則把變量的地址從weak表中刪除。

weak表與引用計(jì)數(shù)表相同，作為散列表被實(shí)現(xiàn)。如果使用weak表，將廢棄對象的地址作為鍵值進(jìn)行檢索，能高速地獲取對應(yīng)的附有__weak修飾符的變量的地址。另外，由于一個(gè)對象可以同時(shí)賦值給多個(gè)附有__weak修飾符的變量中，所以對于一個(gè)鍵值，可注冊多個(gè)變量的地址。

釋放對象時(shí)，廢棄誰都不持有的對象，通過objc_release函數(shù)釋放。

  • objc_release

  • 因?yàn)橛?jì)數(shù)為0，所以執(zhí)行dealloc

  • _objc_rootDealloc

  • object_dispose

  • objc_destructInstanse

  • objc_clear_deallocating

對象被廢棄時(shí)最后調(diào)用的objc_clear_deallocating函數(shù)動(dòng)作如下：

  • 從weak表中獲取廢棄對象的地址為鍵值的記錄。

  • 將包含在記錄中的所有附有__weak修飾符變量的地址，賦值為nil

  • 從weak表中刪除該記錄。

  • 從引用計(jì)數(shù)表中刪除廢棄對象的地址作為鍵值的記錄。

根據(jù)以上步驟，前面說的如果附有__weak修飾符的變量所引用的對象被廢棄，則將nil賦值給該變量這一功能即被實(shí)現(xiàn)。由此可知，如果大量使用附有__weak修飾符的變量，則會(huì)消耗相應(yīng)的CPU資源，對此只在需要避免循環(huán)引用的時(shí)候使用__weak修飾符。

使用__weak修飾符時(shí)，以下代碼會(huì)引起編譯器警告

{
 id __weak obj = [[NSObject alloc] init];
 NSLog(@"obj = %@",obj);
}

編譯結(jié)果如下：

Assigning retained object to weak variable; object will be released after assignment

編譯器模擬代碼如下：

id obj;
id temp = objc_msgSend(NSObject,@selector(alloc));
objc_msgSend(temp,@selector(init));
objc_initWeak(&obj,temp);
objc_release(temp);
objc_destroyWeak(&obj);

運(yùn)行結(jié)果如下：

2017-12-07 19:37:24.075939+0800 ImageOrientation[10963:3581164] obj = (null)

使用附有__weak修飾符的變量，即是使用注冊到autoreleasepool中的對象。

{
 id __weak obj1 = obj;
 NSLog(@"%@",obj1);
}

該代碼可以轉(zhuǎn)換為如下形式:

/** 編譯器模擬代碼*/
id obj1;
objc_initWeak(&obj1,obj);
id temp = objc_loadWeakRetained(&obj1);
objc_autorelease(temp);
NSLog(@"%@",obj1);
objc_destroyWeak(&obj1);

與賦值時(shí)相比，在使用附有__weak修飾符變量的情形下，增加了對objc_loadWeakRetained函數(shù)和objc_autorelease函數(shù)的調(diào)用。這些函數(shù)的動(dòng)作如下：

  • objc_loadWeakRetained函數(shù)取出附有__weak修飾符變量所引用的對象并retain

  • objc_autorelease函數(shù)將對象注冊到autoreleasepool中。

__autoreleasing 修飾符

將對象賦值給附有__autoreleasing修飾符的變量等同于MRC時(shí)調(diào)用對象的autorelease方法。

@autoreleasepool{
 id __autoreleasing obj = [[NSObject alloc] init];
}

模擬代碼如下：

/** 編譯器的模擬代碼 */
id pool = objc_autoreleasePoolPush();
id obj = objc_msgSend(NSObject,@selector(alloc));
objc_msgSend(obj,@selector(init));
objc_autoreleas(obj);
objc_autoreleasePoolPop(pool);

alloc/new/copy/mutableCopy之外的方法實(shí)現(xiàn)：

@autoreleasepool{
 id __autoreleasing obj = [NSMutableArray array];
}
/** 編譯器的模擬代碼 */
id pool = objc_autoreleasePoolPush();
id obj = objc_msgSend(NSMutableArray,@selector(array));
objc_retainAutorelesedReturnedValue(obj);
objc_autorelease(obj);
objc_autoreleasePoolPop(pool);

引用計(jì)數(shù)

獲取引用計(jì)數(shù)的函數(shù)為CFGetRetainCount

例如：

{
 id __strong obj = [[NSObject alloc] init];
 NSLog(@"retainCount = %ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)obj));
}

結(jié)果為1

{
 id __strong obj = [[NSObject alloc] init];
 id __weak obj1 = obj;
 NSLog(@"retainCount = %ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)obj));
}

結(jié)果為2

{
 id __strong obj = [[NSObject alloc] init];
 id __autoreleaing obj1 = obj;
 NSLog(@"retainCount = %ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)obj));
}

結(jié)果為2

{
 id __strong obj = [[NSObject alloc] init];
 @autoreleasepool{
  id __autoreleaing obj1 = obj;
  NSLog(@"retainCount = %ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)obj));
}
 }
 NSLog(@"retainCount = %ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)obj));
}

結(jié)果為2和1

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新聞標(biāo)題：Objective-C中如何實(shí)現(xiàn)ARC
本文URL：http://muchs.cn/article38/gdiesp.html

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