自动引用计数器（ARC）

BirdMichael

2017-09-13

前言

自动引用计数器是指内存管理对引用采取自动技术的技术。

在LLVM编译器中设置ARC为有效状态，就无数再次键入retain或者release代码。

引用计数

引用计数式内存管理的思考方式：

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。
不在需要自己持有的对象时释放。
非自己持有的对象无法释放。

在内存管理中主要会对应如下四个操作：生成，持有，释放，废弃。

对象操作	Object-C方法
生成并持有对象	alloc/new/copy/mutableCopy 方法
持有对象	retain 方法
释放对象	release 方法
废弃对象	dealloc 方法

生成并持有对象

1.调用方生成并持有对象

- (instancetype)allocObject {
    id obj = [[NSObject alloc] init];
    return obj;
}

2.调用方生成但不持有对象

- (instancetype)object {
    id obj = [[NSObject alloc] init];
    [obj autorelease];
    return obj;
}

所以，在日常使用 NSMutableArray类的array方法等就可以获得谁都不持有的对象，这些方法都是通过autorelease来实现的。

自动引用计数器规则

规则

ARC的约定

为什么不能申明属性名为`newString`

使用ARC之后一个费解的地方是，一个方法生成的对象，没有任何附加标示，ARC怎么知道生成的对象是不是autorelease的呢？

@interface Sark : NSObject
+ (instancetype)sarkWithMark:(NSString *)mark; // 1
- (instancetype)initWithMark:(NSString *)mark; // 2
@end

这是非ARC时常用的手段，1生成autorelease对象，2生成普通对象，而现在ARC不能调用autorelease，使用时怎么能知道呢？

{
    // ...
    Sark *sark1 = [Sark sarkWithMark:@"萨萨萨"];
    Sark *sark2 = [[Sark alloc] initWithMark:@"萨萨萨"];
}

使用 “约定”，NS定义了下面三个编译属性

1
2
3

#define NS_RETURNS_RETAINED __attribute__((ns_returns_retained))
#define NS_RETURNS_NOT_RETAINED __attribute__((ns_returns_not_retained))
#define NS_RETURNS_INNER_POINTER __attribute__((objc_returns_inner_pointer))

这三个属性是Clang自己使用的标示，除非特殊情况不要自己使用，但是这些对理解ARC是很有帮助的。
这里还要介绍一个概念，Method family

An Objective-C method may fall into a method family, which is a conventional set of behaviors ascribed to it by the Cocoa conventions.

指的是命名上表示一类型的方法，比如- init和- initWithMark:都属于init的family
于是乎，编译器约定，对于alloc,init,copy,mutableCopy,new这几个家族的方法，后面默认加NS_RETURNS_RETAINED标识；而其他不指名标识的family的方法默认添加NS_RETURNS_NOT_RETAINED标识
也就是说刚才的方法，在编译器看来是这样的：

@interface Sark : NSObject
+ (instancetype)sarkWithMark:(NSString *)mark NS_RETURNS_NOT_RETAINED; // 1
- (instancetype)initWithMark:(NSString *)mark NS_RETURNS_RETAINED; // 2
@end

这也就是为什么ARC下面，不能把一个属性定义成名字是这样的：

1	@property (nonatomic, copy) NSString *newString; // 编译器不允许

- newString就成了new家族的方法，内存就不对了
对于NS_RETURNS_INNER_POINTER这货，主要使用在返回的是一个对象的内部C指针的情况，如NSString的方法：

1	- (__strong const char *)UTF8String NS_RETURNS_INNER_POINTER;

就使用了这个标识，这个就不深入研究了，直接上文档：

An Objective-C method returning a non-retainable pointer may be annotated with the objc_returns_inner_pointer attribute to indicate that it returns a handle to the internal data of an object, and that this reference will be invalidated if the object is destroyed. When such a message is sent to an object, the object’s lifetime will be extended until at least the earliest of:
the last use of the returned pointer, or any pointer derived from it, in the calling function or
the autorelease pool is restored to a previous state.

自动引用计数器实现

通过__strong修饰符，不必再次键入retain和release。使得ARC可以有效并简单的编程遵循Object-C内存管理的思考方式。

“自己生成的对象，自己持有”和’’非自己生成的对象，自己也能持有’’只需要通过对带__stong修饰符的变量赋值便可以达成。通过废弃带__strong修饰符的变量(变量作用域结束或是成员变量所属对象废弃)或者对变量赋值，都可以做到’’不在需要自己持有的对象时释放。’’非自己持有的对象无法释放’’，由于不必再次键入release，所以原本就不会执行。

前言