了解可可和Objective-C的参考计数


122

我刚刚开始研究Objective-C和Cocoa,以期使用iPhone SDK。我对C mallocfree概念很满意,但是Cocoa的引用计数方案使我感到困惑。有人告诉我它非常优雅,但是我还没有结束。

怎么办releaseretainautorelease工作有什么关于他们使用的约定?

(或者失败了,您读了什么书,对您有所帮助?)

Answers:


148

让我们从retain和开始releaseautorelease一旦了解了基本概念,这实际上只是一个特例。

在Cocoa中,每个对象都跟踪它被引用了多少次(具体来说,NSObject基类实现了此目的)。通过调用retain一个对象,您就是在告诉该对象要将其引用计数加一。通过调用release,您告诉您要释放的对象,并且其引用计数递减。如果在调用之后release,引用计数现在为零,则系统将释放该对象的内存。

基本方式这不同于mallocfree为任何给定的对象并不需要对系统崩溃,因为你他们使用释放的内存的其他部分忧虑。假设每个人都按照规则进行游戏并保留/释放,则当保留一段代码然后释放该对象时,任何其他引用该对象的代码也不会受到影响。

有时可能造成混淆的是,您知道应该在什么情况下致电retainrelease。我的一般经验法则是,如果我想在某个对象上停留一段时间(例如,如果它是类中的成员变量),那么我需要确保该对象的引用计数了解我。如上所述,对象的引用计数通过调用来增加retain。按照惯例,当使用“ init”方法创建对象时,它也会增加(实际上设置为1)。在这两种情况下,我都有责任release在完成处理后调用该对象。如果我不这样做,将会发生内存泄漏。

创建对象的示例:

NSString* s = [[NSString alloc] init];  // Ref count is 1
[s retain];                             // Ref count is 2 - silly
                                        //   to do this after init
[s release];                            // Ref count is back to 1
[s release];                            // Ref count is 0, object is freed

现在开始autorelease。自动释放是一种方便(有时是必要)的方法,用于告诉系统一段时间后释放该对象。从管道角度来看,当autorelease被调用时,将向当前线程NSAutoreleasePool发出有关该调用的警报。在NSAutoreleasePool现在知道,一旦它得到一个机会(事件循环的当前迭代之后),它可以调用release的对象。从我们作为程序员的角度来看,它会照顾release我们,因此我们不必(事实上,我们不应该)。

需要注意的重要一点是(再次按照惯例)所有对象创建方法都返回一个自动释放的对象。例如,在下面的示例中,变量“ s”的引用计数为1,但是在事件循环完成后,它将被销毁。

NSString* s = [NSString stringWithString:@"Hello World"];

如果要挂在该字符串上,则需要retain显式调用,然后release在完成后显式调用。

考虑下面的代码(非常人为的),您将看到一种情况: autorelease

- (NSString*)createHelloWorldString
{
    NSString* s = [[NSString alloc] initWithString:@"Hello World"];

    // Now what?  We want to return s, but we've upped its reference count.
    // The caller shouldn't be responsible for releasing it, since we're the
    // ones that created it.  If we call release, however, the reference 
    // count will hit zero and bad memory will be returned to the caller.  
    // The answer is to call autorelease before returning the string.  By 
    // explicitly calling autorelease, we pass the responsibility for
    // releasing the string on to the thread's NSAutoreleasePool, which will
    // happen at some later time.  The consequence is that the returned string 
    // will still be valid for the caller of this function.
    return [s autorelease];
}

我意识到所有这些都有些令人困惑-尽管在某些时候它会点击。以下是一些帮助您入门的参考:

  • 苹果的介绍对内存管理。
  • Mac OS X的可可编程(第四版)Aaron Hillegas撰写的 -写得很好,有很多很好的例子。它读起来像一个教程。
  • 如果您真的要潜入水中,则可以前往Big Nerd Ranch。这是由上述书籍的作者亚伦·希勒加斯(Aaron Hillegas)经营的培训机构。几年前,我参加了那里的可可入门课程,这是学习的好方法。

8
您写道:“通过调用自动发布,我们会暂时增加引用计数”。我认为这是错误的;自动释放仅标记将来要释放的对象,不会增加引用计数:cocoadev.com/index.pl?AutoRelease
LKM,

2
“现在可以进行自动释放。自动释放是一种方便的(有时是必要的)方式,可以告诉系统一段时间后释放该对象。” 作为引言,这是错误的。它没有告诉系统“释放”它,而是告诉它减少保留计数。
mmalc

3
非常感谢您的良好解释。尚不清楚的一件事。如果NSString* s = [[NSString alloc] initWithString:@"Hello World"];返回一个自动释放的对象(如您所写),为什么我必须做一个return [s autorelease];并再次将其设置为“自动释放”,而不仅仅是return s
znq 2010年

3
@Stefan:[[NSString alloc] initWithString:@"Hello World"]不会返回自动释放的对象。每当alloc调用时,引用计数都设置为1,该代码负责确保将其释放。[NSString stringWithString:]另一方面,该调用的确会返回一个自动释放的对象。
马特·迪拉德

6
趣味问答:由于答案使用@“”和NSString,所以字符串在整个过程中都是恒定的,因此,绝对保留计数将是恒定的,并且是完全不相关的....无论如何,这不会使答案错误。强调了绝对保留数永远不是您真正需要担心的事实。
bbum 2010年

10

如果您了解保留/释放的过程,那么对于已建立的Cocoa程序员来说,有两个黄金法则是“ du”的,但是不幸的是,对于新手来说,很少能清楚地阐明这一点。

  1. 如果它返回一个对象的函数具有alloccreatecopy在其名称则该对象是你的。[object release]完成后必须致电。或CFRelease(object),如果它是一个Core-Foundation对象。

  2. 如果名称中没有这些单词之一,则该对象属于其他人。[object retain]如果希望在函数结束后保留​​该对象,则必须调用。

您在自己创建的函数中也遵循此约定将非常有用。

(Nitpickers:是的,不幸的是,有一些API调用是这些规则的例外,但很少见)。


11
这是不完整和不准确的。我仍然无法理解为什么人们试图重复规则而不是简单地指向相关文档:developer.apple.com/documentation/Cocoa/Conceptual/MemoryMgmt/…–
mmalc

4
核心基金会的规则尤其不同于可可的规则。参见developer.apple.com/documentation/CoreFoundation/Conceptual/…–
mmalc,

1
我也不同意。如果一个函数返回了它不想拥有的东西,它应该自动释放它。保留它是函数作业的调用方(如果需要)。它应该与被调用的任何方法的名称无关。那是更多的C风格编码,其中对象的所有权尚不清楚。
山姆

1
抱歉! 我认为我急于拒绝投票。 内存管理规则您的答案几乎引用了Apple文档。
山姆

8

如果要为台式机编写代码,并且可以将Mac OS X 10.5作为目标,则至少应考虑使用Objective-C垃圾收集。它确实可以简化您的大部分开发工作-这就是Apple首先将所有精力都投入到创建它并使其性能良好的原因。

至于不使用GC时的内存管理规则:

  • 如果您使用+alloc/+allocWithZone:,或创建新对象+new-copy或者-mutableCopy-retain拥有一个对象,那么您将拥有该对象的所有权并且必须确保已发送该对象-release
  • 如果您以其他任何方式收到对象,则您不是该对象的所有者,也不应该确保该对象已发送-release
  • 如果要确保已发送对象,则-release可以自己发送,也可以发送对象-autorelease,并且当前自动释放池将在耗尽该池时发送该对象-release(每次接收一次-autorelease)。

通常,这-autorelease是一种用于确保对象在当前事件持续时间内生存的方式,但随后会被清除,因为围绕Cocoa的事件处理有一个自动释放池。在可可,它是远远更常见的对象返回到被自动释放比它返回OBJETS调用者本身需要释放调用者。


6

Objective-C使用引用计数,这意味着每个对象都有一个引用计数。创建对象时,其引用计数为“ 1”。简而言之,当一个对象被引用(即存储在某处)时,它被“保留”,这意味着其引用计数增加了一个。当不再需要某个对象时,将其“释放”,这意味着其引用计数减少了一个。

当对象的引用计数为0时,将释放该对象。这是基本的参考计数。

对于某些语言,引用会自动增加和减少,但是Objective-C并不是这些语言之一。因此,程序员负责保留和释放。

编写方法的典型方法是:

id myVar = [someObject someMessage];
.... do something ....;
[myVar release];
return someValue;

需要记住在代码内部释放任何获取的资源的问题既繁琐又容易出错。Objective-C引入了另一个旨在简化这一过程的概念:自动释放池。自动释放池是安装在每个线程上的特殊对象。如果您查找NSAutoreleasePool,它们是一个相当简单的类。

当对象收到发送给它的“自动释放”消息时,该对象将寻找该当前线程位于堆栈上的所有自动释放池。它将把对象作为一个对象添加到列表中,以便在将来某个时候(通常是在释放池本身时)向其发送“释放”消息。

通过上面的代码,您可以通过说出以下代码将其重写为更短,更容易阅读的代码:

id myVar = [[someObject someMessage] autorelease];
... do something ...;
return someValue;

由于对象是自动释放的,因此我们不再需要在其上显式调用“释放”。这是因为我们知道某些自动释放池稍后会为我们完成此操作。

希望这会有所帮助。维基百科上有关引用计数的文章相当不错。有关自动释放池的更多信息,请参见此处。还要注意,如果要针对Mac OS X 10.5和更高版本进行构建,则可以告诉Xcode在启用垃圾回收的情况下进行构建,从而使您可以完全忽略保留/释放/自动释放。


2
这是错误的。在所示的两个示例中,都无需发送someObject版本或autorlease。
mmalc

6

Joshua(#6591)-Mac OS X 10.5中的Garbage集合内容看起来很酷,但不适用于iPhone(或者如果您希望您的应用程序在Mac OS X 10.5之前的版本上运行)。

另外,如果您正在编写库或可能被重用的内容,则使用GC模式会将使用代码的任何人锁定为也使用GC模式,因此据我所知,任何试图编写可广泛重用的代码的人都倾向于管理手动记忆。


2
完全有可能编写一个同时支持GC和引用计数的混合框架。
mmalc

6

与以往一样,当人们开始尝试重新撰写参考资料时,他们几乎总是会出错或提供不完整的描述。

Apple在《用于Cocoa的内存管理编程指南》中提供了对Cocoa内存管理系统的完整描述,在其末尾有关于内存管理规则的简短但准确的摘要。





6

除了您可能想考虑降低$ 50并获取Hillegass书籍外,我不会添加其他保留/发布的内容,但我强烈建议您在应用程序开发的早期就开始使用Instruments工具(即使您第一!)。为此,请运行->从性能工具开始。我将从泄漏工具开始,它只是众多可用工具中的一种,但是当您忘记发布时,它将有助于向您显示。令人生畏的是,您将获得多少信息,这实在令人生畏。但是请查看本教程以快速
起步:可可教程:用仪器修复内存泄漏

实际上,尝试强制泄漏可能是学习如何预防泄漏的更好方法!祝好运 ;)





4

NilObject的答案是一个好的开始。以下是与手动内存管理有关的一些补充信息(iPhone上要求)。

如果您个人alloc/init是对象,则其引用计数为1。如果不再需要该对象,您有责任通过调用[foo release]或清理该对象。[foo autorelease]。release会立即清除它,而autorelease会将对象添加到autorelease池中,后者会在以后自动释放它。

autorelease主要用于当您有一个需要返回有问题的对象的方法时(因此您不能手动释放它,否则将返回nil对象),但又不想保留它。

如果获取的对象没有调用alloc / init来获取它-例如:

foo = [NSString stringWithString:@"hello"];

但您想挂接到该对象,则需要调用[foo keep]。否则,很可能会得到,autoreleased并且您将坚持使用nil引用(如上stringWithString例所示)。当您不再需要它时,请致电[foo release]


2

上面的答案清楚地重述了文档中所说的内容;大多数新人遇到的问题是无证案件。例如:

  • 自动发布:文档称它将“在将来的某个时候”触发发布。什么时候?!基本上,您可以依靠周围的对象,直到将代码退出回到系统事件循环为止。系统可以在当前事件周期之后的任何时间释放对象。(我想,马特早先说过。)

  • 静态字符串NSString *foo = @"bar";-您必须保留还是释放它?不,怎么样

    -(void)getBar {
        return @"bar";
    }

    ...

    NSString *foo = [self getBar]; // still no need to retain or release
  • 创建规则:如果创建了该规则,则说明您拥有它,并希望将其发布。

通常,新的Cocoa程序员陷入困境的方式是不了解哪个例程返回带有对象的对象。 retainCount > 0

这是可可内存管理的非常简单规则的摘录:

保留计数规则

  • 在给定的块中,使用-copy,-alloc和-retain应该等于使用-release和-autorelease。
  • 使用便利构造函数创建的对象(例如,NSString的stringWithString)被认为是自动释放的。
  • 实现-dealloc方法以释放您拥有的实例变量

第一个项目符号说:如果调用了alloc(或new fooCopy),则需要在该对象上调用release。

第二个项目符号说:如果使用便利构造函数,并且需要将该对象挂起(就像稍后绘制的图像一样),则需要保留(然后发布)。

第三个应该是不言自明的。


“自动发布:文档称它将在将来的某个时候触发发布。何时?!” 文档在这一点上很明确:“自动释放仅表示“稍后发送释放消息”(有关稍后的定义,请参阅“自动释放池”)。完全取决于自动释放池堆栈的时间...
mmalc

...“系统可以在当前事件周期之后的任何时间释放对象。” 这使系统听起来比确定性要差得多……
mmalc

... NSString foo = [self getBar]; //仍然不需要保留或释放这是错误的。谁调用getBar都不知道实现细节,因此*如果他们想在当前范围之外使用它,则应该保留/释放(通常通过访问器)。
mmalc

“在Cocoa中进行内存管理的非常简单的规则”在某些方面已经过时了-特别是“使用便利构造函数创建的对象(例如NSString的stringWithString)被认为是自动释放的”。是不对的,只是“不归接收者所有”。
mmalc


0

正如一些人已经提到的那样,Apple的内存管理简介是迄今为止最好的起点。

我还没有提到的一个有用的链接是实用内存管理。如果您通读它们,将会在Apple文档的中间找到它,但是值得直接链接。这是有关内存管理规则的精彩摘要,其中包含示例和常见错误(基本上是这里试图解释的其他答案,但不是很好)。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.