Objective-C内存管理教程和原理剖析，是在iPhone 和Mac平台的基础上，我们先来看内容。

初学objectice-C的朋友都有一个困惑，总觉得对objective-C的内存管理机制琢磨不透，程序经常内存泄漏或莫名其妙的崩溃。我在这里总结了自己对objective-C内存管理机制的研究成果和经验，写了这么一个由浅入深的教程。希望对大家有所帮助，也欢迎大家一起探讨。

一 基本原理

Objective-C的内存管理机制与.Net/Java那种全自动的垃圾回收机制是不同的，它本质上还是C语言中的手动管理方式，只不过稍微加了一些自动方法。

1 Objective-C的对象生成于堆之上，生成之后，需要一个指针来指向它。

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init];

2 Objective-C的对象在使用完成之后不会自动销毁，需要执行dealloc来释放空间(销毁)，否则内存泄露。这带来了一个问题。下面代码中obj2是否需要调用dealloc?

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init]; 
　　ClassA*obj2=obj1; 
　　[obj1hello];//输出hello 
　　[obj1dealloc]; 
　　[obj2hello];//能够执行这一行和下一行吗? 
　　[obj2dealloc];

不能，因为obj1和obj2只是指针，它们指向同一个对象，[obj1 dealloc]已经销毁这个对象了，不能再调用[obj2 hello]和[obj2 dealloc]。obj2实际上是个无效指针。

如何避免无效指针?请看下一条。

3 Objective-C采用了引用计数(ref count或者retain count)。对象的内部保存一个数字，表示被引用的次数。例如，某个对象被两个指针所指向(引用)那么它的retain count为2。需要销毁对象的时候，不直接调用dealloc，而是调用release。release会让retain count减1，只有retain count等于0，系统才会调用dealloc真正销毁这个对象。

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init];//对象生成时，retaincount=1
　　[obj1release];//release使retaincount减1，retaincount=0，dealloc自动被调用,对象被销毁

我们回头看看刚刚那个无效指针的问题，把dealloc改成release解决了吗?

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init];//retaincount=1
　　ClassA*obj2=obj1;//retaincount=1
　　[obj1hello];//输出hell 
　　[obj1release];//retaincount=0，对象被销毁 
　　[obj2hello]; 
　　[obj2release]; 
　　[obj1release]之后，obj2依然是个无效指针。问题依然没有解决。解决方法见下一条。 
　　4Objective-C指针赋值时，retaincount不会自动增加，需要手动retain。 
　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init];//retaincount=1
　　ClassA*obj2=obj1;//retaincount=1
　　[obj2retain];//retaincount=2
　　[obj1hello];//输出hello 
　　[obj1release];//retaincount=2?11=1 
　　[obj2hello];//输出hello 
　　[obj2release];//retaincount=0，对象被销毁

问题解决!注意，如果没有调用[obj2 release]，这个对象的retain count始终为1，不会被销毁，内存泄露。(1-4可以参考附件中的示例程序memman-no-pool.m)

这样的确不会内存泄露，但似乎有点麻烦，有没有简单点的方法?见下一条。

5 Objective-C中引入了autorelease pool(自动释放对象池)，在遵守一些规则的情况下，可以自动释放对象。(autorelease pool依然不是.Net/Java那种全自动的垃圾回收机制)

5.1 新生成的对象，只要调用autorelease就行了，无需再调用release!

ClassA *obj1 = [[[ClassA alloc] init] autorelease]; //retain count = 1 但无需调用release

5.2 对于存在指针赋值的情况，代码与前面类似。

　　ClassA*obj1=[[[ClassAalloc]init]autorelease];//retaincount=1
　　ClassA*obj2=obj1;//retaincount=1
　　[obj2retain];//retaincount=2
　　[obj1hello];//输出hello 
　　//对于obj1，无需调用(实际上不能调用)release 
　　[obj2hello];//输出hello 
　　[obj2release];//retaincount=2-1=1

细心的读者肯定能发现这个对象没有被销毁，何时销毁呢?谁去销毁它?(可以参考附件中的示例程序memman-with-pool.m)请看下一条。

6 autorelease pool原理剖析。(其实很简单的，一定要坚持看下去，否则还是不能理解Objective-C的内存管理机制。)

6.1 autorelease pool不是天生的，需要手动创立。只不过在新建一个iphone项目时，xcode会自动帮你写好。autorelease
　　
pool的真名是NSAutoreleasePool。

NSAutoreleasePool*pool=[[NSAutoreleasePoolalloc]init];

6.2 NSAutoreleasePool内部包含一个数组(NSMutableArray)，用来保存声明为autorelease的所有对象。如果一个对象声明为autorelease，系统所做的工作就是把这个对象加入到这个数组中去。

ClassA *obj1 = [[[ClassA alloc] init] autorelease]; //retain count = 1，把此对象加入autorelease pool中

6.3 NSAutoreleasePool自身在销毁的时候，会遍历一遍这个数组，release数组中的每个成员。如果此时数组中成员的retain count为1，那么release之后，retain count为0，对象正式被销毁。如果此时数组中成员的retain count大于1，那么release之后，retain count大于0，此对象依然没有被销毁，内存泄露。

6.4 默认只有一个autorelease pool，通常类似于下面这个例子。

　　intmain(intargc,constchar*argv[]) 
　　{ 
　　NSAutoreleasePool*pool; 
pool=[[NSAutoreleasePoolalloc]init]; 
　　//dosomething 
　　[poolrelease]; 
　　return(0); 
　　}//main

所有标记为autorelease的对象都只有在这个pool销毁时才被销毁。如果你有大量的对象标记为autorelease，这显然不能很好的利用内存，在iphone这种内存受限的程序中是很容易造成内存不足的。例如：

　　intmain(intargc,constchar*argv[]) 
　　{ 
　　NSAutoreleasePool*pool=[[NSAutoreleasePoolalloc]init]; 
　　inti,j; 
　　for(i=0;i<100;i++) 
　　{ 
　　for(j=0;j<100000;j++) 
　　[NSStringstringWithFormat:@"1234567890"];//产生的对象是autorelease的。 
　　} 
　　[poolrelease]; 
　　return(0); 
　　}//main

(可以参考附件中的示例程序memman-many-objs-one-pool.m，运行时通过监控工具可以发现使用的内存在急剧增加，直到pool销毁时才被释放)你需要考虑下一条。

7 Objective-C程序中可以嵌套创建多个autorelease pool。在需要大量创建局部变量的时候，可以创建内嵌的autorelease pool来及时释放内存。(感谢网友hhyytt和neogui的提醒，某些情况下，系统会自动创建autorelease pool, 请参见第四章)

　　intmain(intargc,constchar*argv[]) 
　　{ 
　　NSAutoreleasePool*pool=[[NSAutoreleasePoolalloc]init]; 
　　inti,j; 
　　for(i=0;i<100;i++) 
　　{ 
　　NSAutoreleasePool*loopPool=[[NSAutoreleasePoolalloc]init]; 
　　for(j=0;j<100000;j++) 
　　[NSStringstringWithFormat:@"1234567890"];//产生的对象是autorelease的。 
　　[loopPoolrelease]; 
　　} 
　　[poolrelease]; 
　　return(0); 
　　}//main

(可以参考附件中的示例程序memman-many-objs-many-pools.m，占用内存的变化极小)

二 口诀与范式

1 口诀。

1.1 谁创建，谁释放(类似于“谁污染，谁治理”)。如果你通过alloc、new或copy来创建一个对象，那么你必须调用release或autorelease。换句话说，不是你创建的，就不用你去释放。
例如，你在一个函数中alloc生成了一个对象，且这个对象只在这个函数中被使用，那么你必须在这个函数中调用release或autorelease。如果你在一个class的某个方法中alloc一个成员对象，且没有调用autorelease，那么你需要在这个类的dealloc方法中调用release;如果调用了autorelease，那么在dealloc方法中什么都不需要做。
　　
1.2 除了alloc、new或copy之外的方法创建的对象都被声明了autorelease。
　　
1.3 谁retain，谁release。只要你调用了retain，无论这个对象是如何生成的，你都要调用release。有时候你的代码中明明没有retain，可是系统会在默认实现中加入retain。不知道为什么苹果公司的文档没有强调这个非常重要的一点，请参考范式2.7和第三章。

2 范式。

范式就是模板，就是依葫芦画瓢。由于不同人有不同的理解和习惯，我总结的范式不一定适合所有人，但我能保证照着这样做不会出问题。

2.1 创建一个对象。

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init];

2.2 创建一个autorelease的对象。

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init]; 
　　ClassA*obj2=obj1; 
　　[obj1hello];//输出hello 
　　[obj1dealloc]; 
　　[obj2hello];//能够执行这一行和下一行吗? 
　　[obj2dealloc];
0

2.3 Release一个对象后，立即把指针清空。(顺便说一句，release一个空指针是合法的，但不会发生任何事情)

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init]; 
　　ClassA*obj2=obj1; 
　　[obj1hello];//输出hello 
　　[obj1dealloc]; 
　　[obj2hello];//能够执行这一行和下一行吗? 
　　[obj2dealloc];
1

2.4 指针赋值给另一个指针。

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init]; 
　　ClassA*obj2=obj1; 
　　[obj1hello];//输出hello 
　　[obj1dealloc]; 
　　[obj2hello];//能够执行这一行和下一行吗? 
　　[obj2dealloc];
2

2.5 在一个函数中创建并返回对象，需要把这个对象设置为autorelease

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init]; 
　　ClassA*obj2=obj1; 
　　[obj1hello];//输出hello 
　　[obj1dealloc]; 
　　[obj2hello];//能够执行这一行和下一行吗? 
　　[obj2dealloc];
3

2.6 在子类的dealloc方法中调用基类的dealloc方法

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init]; 
　　ClassA*obj2=obj1; 
　　[obj1hello];//输出hello 
　　[obj1dealloc]; 
　　[obj2hello];//能够执行这一行和下一行吗? 
　　[obj2dealloc];
4

2.7 在一个class中创建和使用property。

2.7.1 声明一个成员变量。

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init]; 
　　ClassA*obj2=obj1; 
　　[obj1hello];//输出hello 
　　[obj1dealloc]; 
　　[obj2hello];//能够执行这一行和下一行吗? 
　　[obj2dealloc];
5

2.7.2 声明property，加上retain参数。

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init]; 
　　ClassA*obj2=obj1; 
　　[obj1hello];//输出hello 
　　[obj1dealloc]; 
　　[obj2hello];//能够执行这一行和下一行吗? 
　　[obj2dealloc];
6

2.7.3 定义property。(property的默认实现请看第三章)

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init]; 
　　ClassA*obj2=obj1; 
　　[obj1hello];//输出hello 
　　[obj1dealloc]; 
　　[obj2hello];//能够执行这一行和下一行吗? 
　　[obj2dealloc];
7

2.7.4 除了dealloc方法以外，始终用.操作符的方式来调用property。

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init]; 
　　ClassA*obj2=obj1; 
　　[obj1hello];//输出hello 
　　[obj1dealloc]; 
　　[obj2hello];//能够执行这一行和下一行吗? 
　　[obj2dealloc];
8

2.7.5 在dealloc方法中release这个成员变量。

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init]; 
　　ClassA*obj2=obj1; 
　　[obj1hello];//输出hello 
　　[obj1dealloc]; 
　　[obj2hello];//能够执行这一行和下一行吗? 
　　[obj2dealloc];
9

示例代码如下(详细代码请参考附件中的memman-property.m，你需要特别留意对象是在何时被销毁的。)：

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init];//对象生成时，retaincount=1
　　[obj1release];//release使retaincount减1，retaincount=0，dealloc自动被调用,对象被销毁
0

2.7.6 给这个property赋值时，有手动release和autorelease两种方式。

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init];//对象生成时，retaincount=1
　　[obj1release];//release使retaincount减1，retaincount=0，dealloc自动被调用,对象被销毁
1

三 @property (retain)和@synthesize的默认实现

在这里解释一下@property (retain) ClassB* objB;和@synthesize objB;背后到底发生了什么(retain property的默认实现)。property实际上是getter和setter，针对有retain参数的property，背后的实现如下(请参考附件中的memman-getter-setter.m，你会发现，结果和memman-property.m一样)：

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init];//对象生成时，retaincount=1
　　[obj1release];//release使retaincount减1，retaincount=0，dealloc自动被调用,对象被销毁
2

在setObjB中，如果新设定的值和原值不同的话，必须要把原值对象release一次，这样才能保证retain count是正确的。

由于我们在class内部retain了一次(虽然是默认实现的)，所以我们要在dealloc方法中release这个成员变量。

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init];//对象生成时，retaincount=1
　　[obj1release];//release使retaincount减1，retaincount=0，dealloc自动被调用,对象被销毁
3

四 系统自动创建新的autorelease pool

在生成新的Run Loop的时候，系统会自动创建新的autorelease pool(非常感谢网友hhyytt和neogui的提醒)。注意，此处不同于xcode在新建项目时自动生成的代码中加入的autorelease pool，xcode生成的代码可以被删除，但系统自动创建的新的autorelease pool是无法删除的(对于无Garbage Collection的环境来说)。Objective-C没有给出实现代码，官方文档也没有说明，但我们可以通过小程序来证明。

在这个小程序中，我们先生成了一个autorelease pool，然后生成一个autorelease的ClassA的实例，再在一个新的run loop中生成一个autorelease的ClassB的对象(注意，我们并没有手动在新run loop中生成autorelease pool)。精简的示例代码如下，详细代码请见附件中的memman-run-loop-with-pool.m。

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init];//对象生成时，retaincount=1
　　[obj1release];//release使retaincount减1，retaincount=0，dealloc自动被调用,对象被销毁
4

输出如下：

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init];//对象生成时，retaincount=1
　　[obj1release];//release使retaincount减1，retaincount=0，dealloc自动被调用,对象被销毁
5

注意在我们销毁autorelease pool之前，ClassB的autorelease实例就已经被销毁了。

有人可能会说，这并不能说明新的run loop自动生成了一个新的autorelease pool，说不定还只是用了老的autorelease pool，只不过后来drain了一次而已。我们可以在main函数中不生成autorelease pool。精简的示例代码如下，详细代码请见附件中的memman-run-loop-without-pool.m。

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init];//对象生成时，retaincount=1
　　[obj1release];//release使retaincount减1，retaincount=0，dealloc自动被调用,对象被销毁
6

输出如下：

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init];//对象生成时，retaincount=1
　　[obj1release];//release使retaincount减1，retaincount=0，dealloc自动被调用,对象被销毁
7

我们可以看出来，我们并没有创建任何autorelease pool，可是ClassB的实例依然被自动销毁了，这说明新的run loop自动创建了一个autorelease pool，这个pool在新的run loop结束的时候会销毁自己(并自动release所包含的对象)。

补充说明

在研究retain count的时候，我不建议用NSString。因为在下面的语句中，

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init];//对象生成时，retaincount=1
　　[obj1release];//release使retaincount减1，retaincount=0，dealloc自动被调用,对象被销毁
8

str1的retain count是个很大的数字。Objective-C对常量字符串做了特殊处理。

当然，如果你这样创建NSString，得到的retain count依然为1

　　ClassA*obj1=[[ClassAalloc]init];//对象生成时，retaincount=1
　　[obj1release];//release使retaincount减1，retaincount=0，dealloc自动被调用,对象被销毁
9

小结：Objective-C内存管理教程和原理剖析的内容介绍完了，希望本文对你有所帮助。