
记忆体管理
到目前为止我都刻意避开 Objective-C 的记忆体管理议题。你可以唿叫物件上的 dealloc,但是若物件裡包含其他物件的指标的话,要怎么办呢?要释放那些物件所佔据的记忆体也是一个必须关注的问题。当你使用 Foundation framework 建立 classes 时,它如何管理记忆体?这些稍后我们都会解释。
注意:之前所有的範例都有正确的记忆体管理,以免你混淆。
Retain and Release(保留与释放)
Retain 以及 release 是两个继承自 NSObject 的物件都会有的 methods。每个物件都有一个内部计数器,可以用来追踪物件的 reference 个数。如果物件有 3 个 reference 时,不需要 dealloc 自己。但是如果计数器值到达 0 时,物件就得 dealloc 自己。[object retain] 会将计数器值加 1(值从 1 开始),[object release] 则将计数器值减 1。如果唿叫 [object release] 导致计数器到达 0,就会自动 dealloc。
Fraction.m ... -(voID) dealloc { printf( "DealLocing fraction\n" ); [super dealloc]; } ...
main.m #import "Fraction.h" #import int main( int argc, const char *argv[] ) { Fraction *frac1 = [[Fraction alloc] init]; Fraction *frac2 = [[Fraction alloc] init]; // print current counts printf( "Fraction 1 retain count: %i\n", [frac1 retainCount] ); printf( "Fraction 2 retain count: %i\n", [frac2 retainCount] ); // increment them [frac1 retain]; // 2 [frac1 retain]; // 3 [frac2 retain]; // 2 // print current counts printf( "Fraction 1 retain count: %i\n", [frac2 retainCount] ); // decrement [frac1 release]; // 2 [frac2 release]; // 1 // print current counts printf( "Fraction 1 retain count: %i\n", [frac2 retainCount] ); // release them until they dealloc themselves [frac1 release]; // 1 [frac1 release]; // 0 [frac2 release]; // 0 }
output
Fraction 1 retain count: 1 Fraction 2 retain count: 1 Fraction 1 retain count: 3 Fraction 2 retain count: 2 Fraction 1 retain count: 2 Fraction 2 retain count: 1 DealLocing fraction DealLocing fraction
Retain call 增加计数器值,而 release call 减少它。你可以唿叫 [obj retainCount] 来取得计数器的 int 值。 当当 retainCount 到达 0,两个物件都会 dealloc 自己,所以可以看到印出了两个 "DealLocing fraction"。
Dealloc
当你的物件包含其他物件时,就得在 dealloc 自己时释放它们。Objective-C 的一个优点是你可以传递讯息给 nil,所以不需要经过一堆防错测试来释放一个物件。
AddressCard.h
#import #import @interface AddressCard: NSObject { Nsstring *first; Nsstring *last; Nsstring *email; } -(AddressCard*) initWithFirst: (Nsstring*) f last: (Nsstring*) l email: (Nsstring*) e; -(Nsstring*) first; -(Nsstring*) last; -(Nsstring*) email; -(voID) setFirst: (Nsstring*) f; -(voID) setLast: (Nsstring*) l; -(voID) setEmail: (Nsstring*) e; -(voID) setFirst: (Nsstring*) f last: (Nsstring*) l email: (Nsstring*) e; -(voID) setFirst: (Nsstring*) f last: (Nsstring*) l; -(voID) print; @end AddressCard.m #import "AddressCard.h" #import @implementation AddressCard -(AddressCard*) initWithFirst: (Nsstring*) f last: (Nsstring*) l email: (Nsstring*) e { self = [super init]; if ( self ) { [self setFirst: f last: l email: e]; } return self; } -(Nsstring*) first { return first; } -(Nsstring*) last { return last; } -(Nsstring*) email { return email; } -(voID) setFirst: (Nsstring*) f { [f retain]; [first release]; ffirst = f; } -(voID) setLast: (Nsstring*) l { [l retain]; [last release]; llast = l; } -(voID) setEmail: (Nsstring*) e { [e retain]; [email release]; eemail = e; } -(voID) setFirst: (Nsstring*) f last: (Nsstring*) l email: (Nsstring*) e { [self setFirst: f]; [self setLast: l]; [self setEmail: e]; } -(voID) setFirst: (Nsstring*) f last: (Nsstring*) l { [self setFirst: f]; [self setLast: l]; } -(voID) print { printf( "%s %s <%s> ", [first cString], [last cString], [email cString] ); } -(voID) dealloc { [first release]; [last release]; [email release]; [super dealloc]; } @end main.m #import "AddressCard.h" #import #import int main( int argc, const char *argv[] ) { Nsstring *first =[[Nsstring alloc] initWithCString: "Tom"]; Nsstring *last = [[Nsstring alloc] initWithCString: "Jones"]; Nsstring *email = [[Nsstring alloc] initWithCString: "tom@jones.com"]; AddressCard *tom = [[AddressCard alloc] initWithFirst: first last: last email: email]; // we're done with the strings, so we must dealloc them [first release]; [last release]; [email release]; // print to show the retain count printf( "Retain count: %i\n", [[tom first] retainCount] ); [tom print]; printf( "\n" ); // free memory [tom release]; return 0; }
Retain count: 1 Tom Jones
如 AddressCard.m,这个範例不仅展示如何撰写一个 dealloc method,也展示了如何 dealloc 成员变数。
每个 set method 裡的叁个动作的顺序非常重要。假设你把自己当参数传给一个自己的 method(有点怪,不过确实可能发生)。若你先 release,「然后」才 retain,你会把自己给解构(destruct,相对于建构)!这就是为什么应该要 1) retain 2) release 3) 设值 的塬因。
通常我们不会用 C 形式字串来初始化一个变数,因为它不支援 unicode。下一个 NSautoreleasePool 的例子会用展示正确使用并初始化字串的方式。
这只是处理成员变数记忆体管理的一种方式,另一种方式是在你的 set methods 裡面建立一份拷贝。
autorelease Pool
当你想用 Nsstring 或其他 Foundation framework classes 来做更多程式设计工作时,你需要一个更有d性的系统,也就是使用 autorelease pools。
当开发 Mac Cocoa 应用程式时,autorelease pool 会自动地帮你设定好。
main.m #import #import #import int main( int argc, const char *argv[] ) { NSautoreleasePool *pool = [[NSautoreleasePool alloc] init]; Nsstring *str1 = @"constant string"; Nsstring *str2 = [Nsstring stringWithString: @"string managed by the pool"]; Nsstring *str3 = [[Nsstring alloc] initWithString: @"self managed string"]; // print the strings printf( "%s retain count: %x\n", [str1 cString], [str1 retainCount] ); printf( "%s retain count: %x\n", [str2 cString], [str2 retainCount] ); printf( "%s retain count: %x\n", [str3 cString], [str3 retainCount] ); // free memory [str3 release]; // free pool [pool release]; return 0; }
constant string retain count: ffffffff string managed by the pool retain count: 1 self managed string retain count: 1
如果你执行这个程式,你会发现几件事:第一件事,str1 的 retainCount 为 ffffffff。
另一件事,虽然我只有 release str3,整个程式却还是处于完美的记忆体管理下,塬因是第一个常数字串已经自动被加到 autorelease pool 裡了。还有一件事,字串是由 stringWithString 产生的。这个 method 会产生一个 Nsstring class 型别的字串,并自动加进 autorelease pool。
千万记得,要有良好的记忆体管理,像 [Nsstring stringWithString: @"String"] 这种 method 使用了 autorelease pool,而 alloc method 如 [[Nsstring alloc] initWithString: @"String"] 则没有使用 auto release pool。
在 Objective-C 有两种管理记忆体的方法, 1) retain and release or 2) retain and release/autorelease。
对于每个 retain,一定要对应一个 release 「或」一个 autorelease。
下一个範例会展示我说的这点。
Fraction.h ... +(Fraction*) fractionWithNumerator: (int) n denominator: (int) d; ... Fraction.m ... +(Fraction*) fractionWithNumerator: (int) n denominator: (int) d { Fraction *ret = [[Fraction alloc] initWithNumerator: n denominator: d]; [ret autorelease]; return ret; } ... main.m #import #import "Fraction.h" #import int main( int argc, const char *argv[] ) { NSautoreleasePool *pool = [[NSautoreleasePool alloc] init]; Fraction *frac1 = [Fraction fractionWithNumerator: 2 denominator: 5]; Fraction *frac2 = [Fraction fractionWithNumerator: 1 denominator: 3]; // print frac 1 printf( "Fraction 1: " ); [frac1 print]; printf( "\n" ); // print frac 2 printf( "Fraction 2: " ); [frac2 print]; printf( "\n" ); // this causes a segmentation fault //[frac1 release]; // release the pool and all objects in it [pool release]; return 0; }
Fraction 1: 2/5 Fraction 2: 1/3
在这个例子裡,此 method 是一个 class level method。在物件建立后,在它上面唿叫 了 autorelease。在 main method 裡面,我从未在此物件上唿叫 release。
这样行得通的塬因是:对任何 retain 而言,一定要唿叫一个 release 或 autorelease。物件的 retainCount 从 1 起跳 ,然后我在上面唿叫 1 次 autorelease,表示 1 - 1 = 0。当 autorelease pool 被释放时,它会计算所有物件上的 autorelease 唿叫次数,并且唿叫相同次数的 [obj release]。
如同註解所说,不把那一行註解掉会造成分段错误(segment fault)。因为物件上已经唿叫过 autorelease,若再唿叫 release,在释放 autorelease pool 时会试图唿叫一个 nil 物件上的 dealloc,但这是不允许的。最后的算式会变为:1 (creation) - 1 (release) - 1 (autorelease) = -1
管理大量暂时物件时,autorelease pool 可以被动态地产生。你需要做的只是建立一个 pool,执行一堆会建立大量动态物件的程式码,然后释放这个 pool。你可能会感到好奇,这表示可能同时有超过一个 autorelease pool 存在。
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