Memory Management

内存管理基本概念

iOS内存管理面试

深入理解循环引用，weakSelf，strongSelf

堆栈

• 栈：由系统自动分配，一般存放函数参数值，局部变量值等，由编译器自动创建和释放，操作方式类似数据结构中的栈，遵循先进后出原则；

• 堆：一般由程序员申请并指明大小，最终也由程序员释放。如果程序员不释放，程序结束时可能会由OS回收。对于堆区的管理是采用链表式管理的，操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当接收到程序分配内存的申请时，操作系统就会遍历该链表，遍历到一个记录的内存地址大于申请内存的链表节点，并将该节点从该链表中删除，然后将该节点记录的内存地址分配给程序；

• 全局区/静态区：顾名思义，全局变量和静态变量存储在这个区域。只不过初始化的全局变量和静态变量存储在一块，未初始化的全局变量和静态变量存储在一块。程序结束后由系统释放；

• 文字常量区：这个区域主要存储字符串常量。程序结束后由系统释放；

• 程序代码区：这个区域主要存放函数体的二进制代码。

ARC & MRC

MRC

MRC对象操作及retainCount变化：

四个对象操作法则:

• 自己生成的对象，自己持有。
• 非自己生成的对象，自己也能持有。
• 不在需要自己持有对象的时候，释放。
• 非自己持有的对象无需释放。

MRC下autorelease使得对象在超出生命周期后能正确的被释放(通过调用release方法)。在调用 release 后，对象会被立即释放，而调用 autorelease 后，对象不会被立即释放，而是注册到 autoreleasepool 中，经过一段时间后 pool结束，此时调用release方法，对象被释放。

ARC

ARC是一种自动内存管理机制，会根据引用计数自动监视对象的生存周期，通过在代码编译器自动插入内存管理代码以及一些Runtime优化实现自动引用计数。

属性标识

• assign表示调用getter时只是一个简单的赋值，一般用于基本数据类型；
• strong表示属性定义了一个拥有关系，当调用setter赋值时，会将新值retain一次，旧值release，然后进行赋值；
• weak表示属性定义了一个非拥有关系，类似与assign的简单赋值，但是当属性所指向的对象被销毁时，该属性会被置为nil；
• copy与strong类似，不过在赋值时会进行copy操作而非retain,通常在需要保留某个不可变对象（NSString最常见），并且防止它被意外改变时使用;
• unsafe_unretain和assign类似表明非拥有关系，当所指向对象销毁时不会置为nil。

循环引用

一个循环引用的栗子

typedef void(^Study)();
@interface Student : NSObject
@property (copy , nonatomic) NSString *name;
@property (copy , nonatomic) Study study;
@end

#import "ViewController.h"
#import "Student.h"

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    Student *student = [[Student alloc]init];
    student.name = @"Hello World";
    student.study = ^{
        NSLog(@"my name is = %@",student.name);
    };
}

其中student拥有study这个block，而study有拥有student,形成了循环引用。

weakSelf避免循环引用

__weak typeof(student) weakSelf = student;
student.study = ^{
    NSLog(@"my name is = %@",weakSelf.name);
};

__weak定义了一种非拥有关系，当weakSelf指向的对象student销毁时，weakSelf会被置为nil，不会造成循环引用；

strongSelf避免提前释放

#import "ViewController.h"
#import "Student.h"

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    Student *student = [[Student alloc]init];
    student.name = @"Hello World";
    __weak typeof(student) weakSelf = student;
    student.study = ^{
        __strong typeof(student) strongSelf = weakSelf;
        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"my name is = %@",strongSelf.name);
        });
    };
    student.study();
}

此时由于dispatch_after2秒的异步延迟，student.study()会先于NSLog调用，student.study()执行完后，student会被销毁，由于weakSelf实用__weak定义了非拥有关系，weakSelf会被置为nil，所以输出为：

my name is = (null)

使用__strong可以避免在block生命周期内，strongSelf被置为nil：

__weak typeof(student) weakSelf = student;
   student.study = ^{
       __strong typeof(student) strongSelf = weakSelf;
       dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
           NSLog(@"my name is = %@",strongSelf.name);
       });

   };

当student.study()执行，由于__strong定义了拥有关系，strongSelf指向student对象的内存地址，并且保留了对student的引用，此时strongSelf不会被销毁，当block调用完，strongSelf作为临时变量被销毁，没有指针指向student对象，student也被销毁，所以也不会造成循环引用。

浅拷贝&深拷贝

定义

• 浅拷贝：只是复制容器本身，不会复制容器内部的元素，浅拷贝后生成的新容器对象和原始容器对象共享内部元素；

• 深拷贝：不仅复制容器本身，容器内部的元素也会复制，深拷贝后生成的新容器对象和原始容器的内部元素是独立的；

copy && mutableCopy

• 使用mutableCopy拷贝出的对象都会与被拷贝对象指向不同对象；使用copy拷贝出的对象若被拷贝对象是不可变对象，则指向同一对象，若被拷贝对象为不可变对象，则指向不同对象。

• 对于集合类对象，使用mutableCopy，copy操作都是浅拷贝，即使拷贝出的对象内存地址不同，但集合内部元素内存地址相同。

• 使用initWithArray: copyItems:拷贝出的对象只能实现单层深复制，完全深复制可以使用归档和解档：

  copyArray = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:[NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:array]];
  

• 可变对象属性用copy修饰，当该对象调用setter方法赋值时，实际会先调用copy生成不可变对象，然后再赋值给该属性，该变量实际会变成不可变对象，调用可变对象方法会crash。