iOS/OS X記憶體管理(一)：基本概念與原理
在Objective-C的記憶體管理中，其實就是引用計數(reference count)的管理。記憶體管理就是在程式需要時程式設計師分配一段記憶體空間，而當使用完之後將它釋放。如果程式設計師對記憶體資源使用不當，有時不僅會造成記憶體資源浪費，甚至會導致程式crach。我們將會從引用計數和記憶體管理規則等基本概念開始，然後講述有哪些記憶體管理方法，最後注意有哪些常見記憶體問題。
memory management from apple document
基本概念
引用計數(Reference Count)
為了解釋引用計數，我們做一個類比：員工在辦公室使用燈的情景。
引用Pro Multithreading and Memory Management for iOS and OS X的圖
當第一個人進入辦公室時，他需要使用燈，於是開燈，引用計數為1
當另一個人進入辦公室時，他也需要燈，引用計數為2；每當多一個人進入辦公室時，引用計數加1
當有一個人離開辦公室時，引用計數減1，當引用計數為0時，也就是最後一個人離開辦公室時，他不再需要使用燈，關燈離開辦公室。
記憶體管理規則
從上面員工在辦公室使用燈的例子，我們對比一下燈的動作與Objective-C物件的動作有什麼相似之處：
燈的動作 Objective-C物件的動作
因為我們是通過引用計數來管理燈，那麼我們也可以通過引用計數來管理使用Objective-C物件。
引用Pro Multithreading and Memory Management for iOS and OS X的圖
而Objective-C物件的動作對應有哪些方法以及這些方法對引用計數有什麼影響？
當你alloc一個物件objc，此時RC=1；在某個地方你又retain這個物件objc，此時RC加1，也就是RC=2；由於呼叫alloc/retain一次，對應需要呼叫release一次來釋放物件objc，所以你需要release物件objc兩次，此時RC=0；而當RC=0時，系統會自動呼叫dealloc方法釋放物件。
Autorelease Pool
在開發中，我們常常都會使用到區域性變數，區域性變數一個特點就是當它超過作用域時，就會自動釋放。而autorelease pool跟區域性變數類似，當執行程式碼超過autorelease pool塊時，所有放在autorelease pool的物件都會自動呼叫release。它的工作原理如下：
建立一個NSAutoreleasePool物件
在autorelease pool塊的物件呼叫autorelease方法
釋放NSAutoreleasePool物件
引用Pro Multithreading and Memory Management for iOS and OS X的圖
iOS 5/OS X Lion前的(等下會介紹引入ARC的寫法)例項程式碼如下：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
// put object into pool
id obj = [[NSObject alloc] init];
[obj autorelease];
[pool drain];
/* 超過autorelease pool作用域範圍時，obj會自動呼叫release方法 */
|
由於放在autorelease pool的物件並不會馬上釋放，如果有大量圖片資料放在這裡的話，將會導致記憶體不足。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 |
for
(int i = 0; i < numberOfImages; i++)
{
/* 處理圖片，例如載入
* 太多autoreleased objects存在
* 由於NSAutoreleasePool物件沒有被釋放
* 在某個時刻，會導致記憶體不足
*/
}
|
ARC管理方法
iOS/OS X記憶體管理方法有兩種：手動引用計數(Manual Reference Counting)和自動引用計數(Automatic Reference Counting)。從OS X Lion和iOS 5開始，不再需要程式設計師手動呼叫retain和release方法來管理Objective-C物件的記憶體，而是引入一種新的記憶體管理機制Automatic Reference Counting(ARC)，簡單來說，它讓編譯器來代替程式設計師來自動加入retain和release方法來持有和放棄物件的所有權。
在ARC記憶體管理機制中，id和其他物件型別變數必須是以下四個ownership qualifiers其中一個來修飾：
__strong(預設，如果不指定其他，編譯器就預設加入)
__weak
__unsafe_unretained
__autoreleasing
所以在管理Objective-C物件記憶體的時候，你必須選擇其中一個，下面會用一些列子來逐個解釋它們的含義以及如何選擇它們。
__strong ownership qualifier
如果我想建立一個字串，使用完之後將它釋放呼叫，使用MRC管理記憶體的寫法應該是這樣：
| 1 2 3 4 5 |
{
//@"Hello, world"物件的RC=1
NSString *text = [[NSString alloc] initWithFormat:@
"Hello, world"
];
NSLog(@
"%@"
, text);
[text release];
//@"Hello, world"物件的RC=0
}
|
而如果是使用ARC方式的話，就text物件無需呼叫release方法，而是當text變數超過作用域時，編譯器來自動加入[text release]方法來釋放記憶體
| 1 2 3 4 5 6 7 |
{
//@"Hello, world"物件的RC=1
NSString *text = [[NSString alloc] initWithFormat:@
"Hello, world"
];
NSLog(@
"%@"
, text);
}
/*
* 當text超過作用域時，@"Hello, world"物件會自動釋放，RC=0
*/
|
而當你將text賦值給其他變數anotherText時，MRC需要retain一下來持有所有權，當text和anotherText使用完之後，各個呼叫release方法來釋放。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
{
//@"Hello, world"物件的RC=1
NSString *text = [[NSString alloc] initWithFormat:@
"Hello, world"
];
NSLog(@
"%@"
, text);
|