iOS 内存管理-copy、 retain、 assign 、readonly 、 readwrite、nonatomic、@property、@synthesize、@dynamic、IB_DESIGNABLE 、 IBInspectable、IBOutletCollection

2022-10-26 14:26:24

浅谈iOS内存管理机制 alloc，retain，copy，release，autorelease

1）@property和@synthesize的使用

@property的用法：

后面跟的都是类实例变量，而不是方法。
    编译器在翻译这句话的时候，会自动展开property中说明的实例变量的setter方法和getter方法的声明，不用我们再写。
    如果我们在写这个类的时候没有在花括号里面声明这些实例变量，则编译器会自动产生这些实例变量，但产生的实例变量缺省为前面加下划线的。

为什么会自动加上下划线呢？这是因为加上之后可以避免一些冲突。
如：NSString * _name; 如果实现中有一个方法给它赋值，那我可以写成，-(void)setName:name；其中name是我传过来的形参，可阅读性很强。
但如果实例变量中不加下划线，在实现方法中就没法写了， name = name；这句话就没有意义。
但如果加了下划线，则实现方法中是：_name = name；其中_name是实例变量，name是形参。不会造成冲突, 苹果公司也是这么考虑的吧。
@synthesize的用法：

synthesize后面跟的是property后面声明的实例变量

因为property自动产生的实例变量是带下划线的，synthesize 后面一般会这么写 name = _name；就是告诉编译器，同意编译器前面对于property的实例变量带下划线的处理；也就是认可了property中的变量=大括号中的带下划线的变量，等价。
    但如果不写name = _name这种形式，仅写了，@synthesize name；这种，则是告诉编译器，不能把property中的变量name，在大括号中添加下划线，而是要使用不加下划线的，如name。如果程序员在大括号中自己写了_name，propterty中也写了name，只要写成synthesize name；则编译器认为程序员自己写的_name和property中的name是两个不同的实例变量，因为编译器自己翻译产生的大括号中的实例变量将是不带下划线的name；

synthesize会自动产生property声明变量的setter和getter方法在.m文件中的实现。

使用@property配合@synthesize可以让编译器自动实现getter/setter方法，使用的时候也很方便，可以直接使用“对象.属性”的方法调用;

如果我们想要”对象.方法“的方式来调用一个方法并获取到方法的返回值，那就需要使用@property配合@dynamic了

使用@dynamic关键字是告诉编译器由我们自己来实现访问方法。如果使用的是@synthesize，那么这个工作编译器就会帮你实现了。

注意：
1、还需要说明的是，点语法不是property和synthesize产生的，而是标准setter和getter方法产生的，因为property和synthesize正好产生了系统标准写法的setter和getter方法，所以就可以用点语法。如果程序员不用property和synthesize，自己实现那个标准写法的setter和getter方法，系统一样认可，也可以使用点语法。
2、synthesize可以省略不写，不写的话，默认产生带下划线的实例变量和实现方法。如果程序员自己大括号中声明了实例变量，property也声明了同样的实例变量，则最好写上synthesize。

@dynamic book; // @dynamic tells compiler don't generate setter and getter automatically  

#pragma mark 手动实现的Book的getter和setter方法

//如果自己手动实现了getter和setter，Xcode就不会自动生成@synthesize

//也不会自动生成_book

//如果写@synthesize book=_book;就会默认实现getter和setter方法，与下面的6行代码是等效的

-(void)setBook:(Book *)book{

  if (_book!=book) {

       //先释放旧的成员变量

       [_book release];

       //再retain新传进来的变量。

        _book=[book retain];

    }

}

-(Book *)book{

    return _book;

}

readonly此标记说明属性是只读的，默认的标记是读写，如果你指定了只读，在@implementation中只需要一个读取器。或者如果你使用@synthesize关键字，也是有读取器方法被解析。而且如果你试图使用点操作符为属性赋值，你将得到一个编译错误。

readwrite此标记说明属性会被当成读写的，这也是默认属性。设置器和读取器都需要在@implementation中实现。如果使用@synthesize关键字，读取器和设置器都会被解析。

nonatomic：非原子性访问，对属性赋值的时候不加锁，多线程并发访问会提高性能。如果不加此属性，则默认是两个访问方法都为原子型事务访问。

atomic和nonatomic用来决定编译器生成的getter和setter是否为原子操作。苹果底层是atomic的setter/getter是自旋锁

atomic
                设置成员变量的@property属性时，默认为atomic，提供多线程安全。
                在多线程环境下，原子操作是必要的，否则有可能引起错误的结果。加了atomic，setter函数会变成下面这样：
                        {lock}
                                if (property != newValue) { 
                                        [property release]; 
                                        property = [newValue retain]; 
                                }
                        {unlock}
        nonatomic
        禁止多线程，变量保护，提高性能。
        atomic是Objc使用的一种线程保护技术，保证数据完整性，基本上来讲，是防止在写未完成的时候被另外一个线程读取，造成数据错误。而这种机制是耗费系统资源的，所以在iPhone这种小型设备上，如果没有使用多线程间的通讯编程，那么nonatomic是一个非常好的选择，指出访问器不是原子操作，而默认地，访问器是原子操作。这也就是说，在多线程环境下，解析的访问器提供一个对属性的安全访问，从获取器得到的返回值或者通过设置器设置的值可以一次完成，即便是别的线程也正在对其进行访问。如果你不指定 nonatomic ，在自己管理内存的环境中，解析的访问器保留并自动释放返回的值，如果指定了 nonatomic ，那么访问器只是简单地返回这个值。

atomic 和 nonatomic 的区别在于，系统自动生成的 getter/setter 方法不一样。如果你自己写 getter/setter，那 atomic/nonatomic/retain/assign/copy 这些关键字只起提示作用，写不写都一样。

对于atomic的属性，系统生成的 getter/setter 会保证 get、set 操作的完整性，不受其他线程影响。比如，线程 A 的 getter 方法运行到一半，线程 B 调用了 setter：那么线程 A 的 getter 还是能得到一个完好无损的对象，保证数据完整性。而nonatomic就没有这个保证了。所以，nonatomic的速度要比atomic快。
不过atomic可并不能保证线程安全。如果线程 A 调了 getter，与此同时线程 B 、线程 C 都调了 setter——那最后线程 A get 到的值，3种都有可能：可能是 B、C set 之前原始的值，也可能是 B set 的值，也可能是 C set 的值。同时，最终这个属性的值，可能是 B set 的值，也有可能是 C set 的值。

assign: 简单赋值，不更改索引计数
对基础数据类型 （例如NSInteger，CGFloat）和C数据类型（int, float, double, char, 等）       适用简单数据类型

此标记说明设置器直接进行赋值，这也是默认值。在使用垃圾收集的应用程序中，如果你要一个属性使用assign，且这个类符合NSCopying协             议，你就要明确指出这个标记，而不是简单地使用默认值，否则的话，你将得到一个编译警告。这再次向编译器说明你确实需要赋值，即使它是           可拷贝的。

copy:建立一个索引计数为1的对象，然后释放旧对象                对NSString

对NSString 它指出，在赋值时使用传入值的一份拷贝。拷贝工作由copy方法执行，此属性只对那些实行了NSCopying协议的对象类型有效。更深入的讨论，请参考“复制”部分。

retain:对其他NSObject和其子类

对参数进行release旧值，再retain新值
        指定retain会在赋值时唤醒传入值的retain消息。此属性只能用于Objective-C对象类型，而不能用于Core Foundation对象。(原因很明显，retain会增加对象的引用计数，而基本数据类型或者Core Foundation对象都没有引用计数——译者注)。
        注意: 把对象添加到数组中时，引用计数将增加对象的引用次数+1。

retain的实际语法为：
- (void)setName:(NSString *)newName { 
    if (name != newName) { 
       [name release]; 
       name = [newName retain]; 
       // name’s retain count has been bumped up by 1 
    } 
}

copy与retain：

Copy其实是建立了一个相同的对象，而retain不是：
比如一个NSString对象，地址为0×1111，内容为@”STR”
Copy到另外一个NSString之后，地址为0×2222，内容相同，新的对象retain为1，旧有对象没有变化
retain到另外一个NSString之后，地址相同（建立一个指针，指针拷贝），内容当然相同，这个对象的retain值+1
也就是说，retain是指针拷贝，copy是内容拷贝。哇，比想象的简单多了…

retain的set方法应该是浅复制，copy的set方法应该是深复制了

copy另一个用法：
copy是内容的拷贝  ,对于像NSString,的确是这样.
但是,如果是copy的是一个NSArray呢?比如, 
NSArray *array = [NSArray arrayWithObjects:@"hello",@"world",@"baby"];
NSArray *array2 = [array copy]; 
这个时候,,系统的确是为array2开辟了一块内存空间,但是我们要认识到的是,array2中的每个元素,,只是copy了指向array中相对应元素的指针.这便是所谓的"浅复制".

assign与retain：

1. 接触过C，那么假设你用malloc分配了一块内存，并且把它的地址赋值给了指针a，后来你希望指针b也共享这块内存，于是你又把a赋值给（assign）了b。此时a和b指向同一块内存，请问当a不再需要这块内存，能否直接释放它？答案是否定的，因为a并不知道b是否还在使用这块内存，如果a释放了，那么b在使用这块内存的时候会引起程序crash掉。

2. 了解到1中assign的问题，那么如何解决？最简单的一个方法就是使用引用计数（reference counting），还是上面的那个例子，我们给那块内存设一个引用计数，当内存被分配并且赋值给a时，引用计数是1。当把a赋值给b时引用计数增加到2。这时如果a不再使用这块内存，它只需要把引用计数减1，表明自己不再拥有这块内存。b不再使用这块内存时也把引用计数减1。当引用计数变为0的时候，代表该内存不再被任何指针所引用，系统可以把它直接释放掉。

总结：上面两点其实就是assign和retain的区别，assign就是直接赋值，从而可能引起1中的问题，当数据为int, float等原生类型时，可以使用assign。retain就如2中所述，使用了引用计数，retain引起引用计数加1, release引起引用计数减1，当引用计数为0时，dealloc函数被调用，内存被回收。

NSString *pt = [[NSString alloc] initWithString:@"abc"];
上面一段代码会执行以下两个动作
1 在堆上分配一段内存用来存储@"abc"  比如：内存地址为：0X1111 内容为 "abc"
2 在栈上分配一段内存用来存储pt  比如：地址为：0Xaaaa 内容自然为0X1111  
下面分别看下assign retain copy
assign的情况：NSString *newPt = [pt assign];  
此时newPt和pt完全相同 地址都是0Xaaaa  内容为0X1111  即newPt只是pt的别名，对任何一个操作就等于对另一个操作。 因此retainCount不需要增加。
retain的情况：NSString *newPt = [pt retain];  
此时newPt的地址不再为0Xaaaa，可能为0Xaabb 但是内容依然为0X1111。 因此newPt 和 pt 都可以管理"abc"所在的内存。因此 retainCount需要增加1  
copy的情况：NSString *newPt = [pt copy];
此时会在堆上重新开辟一段内存存放@"abc" 比如0X1122 内容为@"abc 同时会在栈上为newPt分配空间 比如地址：0Xaacc 内容为0X1122 因此retainCount增加1供newPt来管理0X1122这段内存

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看了这么多也许大家有点晕， 现在进行实际的代码演示：

@property (nonatomic, assign) int number;
这里定义了一个int类型的属性， 那么这个int是简单数据类型，本身可以认为就是原子访问，所以用nonatomic,  不需要进行引用计数，所以用assign。 适用于所有简单数据类型。

@property (nonatomic, copy) NSString * myString;
这里定义了一个NSString类型的属性，不需要原子操作，所以用nonatomic.
为什么需要copy，而不是retain呢！ 因为如果对myString赋值原字符串是一个可变的字符串(NSMutableString)对象的话，用retain的话，当原字符串改变的时候你的myString属性也会跟着变掉。我想你不希望看到这个现象。 实际上博主测试， 如果原来的字符串是NSString的话，也只是retain一下，并不会copy副本

@property (nonatomic, retain) UIView * myView;
这里定义了一个UIView类型的属性，不需要原子操作，所以用nonatomic.
当对myView 赋值的时候原来的UIView对象retainCount会加1

//接口文件
@interface MyClass : NSObject
@property (nonatomic, assign)   int              number;
@property (nonatomic, copy)   NSString  * myString;
@property (nonatomic, retain) UIView    * myView;
@end

//实现文件
@implementation MyClass
@synthesize number;
@synthesize myString;
@synthesize myView;

//释放内存
-(void) dealloc
{
[myString release];  //copy的属性需要release;
[myView release];    //retain的属性需要release;

[super dealloc]; //传回父对象
}

@end

假如你有一段代码创建了一个MyClass对象

MyClass * instance  = [MyClass alloc] init];

//number赋值，没什么可说的， 简单数据类型就这样
instance.number = 1;

//创建一个可变字符串
NSMutableString * string = [NSMutableString stringWithString:@"hello"];

instance.myString = string;                   //对myString赋值

[string appendString:@" world!"];      //往string追加文本

NSLog(@”%@”,string);                        //此处string已经改变， 输出为 “hello world!”

NSLog(@”%@”,instance.myString);   //输出myString，你会发现此处输出仍然为 “hello” 因为 myString在string改变之前已经copy了一份副本

UIView * view = [[UIView alloc] init];
NSLog(@”retainCount = %d”,view.retainCount);
//输出view的引用计数， 此时为1

instance.myView = view; //对myView属性赋值

NSLog(@”retainCount = %d”,view.retainCount);
//再次输出view的引用计数， 此时为2，因为myView对view进行了一次retain。

[view release];
//此处虽然view被release释放掉了，但myView对view进行了一次retain，那么myView保留的UIView的对象指针仍然有效。

[instance release] ;

2）想要自定义的 UIView 在 Storyboard 中预览和修改一些自定义参数：

  • IB_DESIGNABLE 自定义 UIView 可以在 IB 中预览。
  • IBInspectable 自定义 UIView 的属性可以显示在 IB 中 Attributes inspector

IB_DESIGNABLE

想要在 IB 中预览，只需要在自定义的 UIView 加上 IB_DESIGNABLE 修饰即可。

IB_DESIGNABLE

@interface CircleView : UIView

...

@end

swift 语言的写法

@IBDesignable

class MyCustomView: UIView {

       ....

}

IBInspectable

例如 属性声明的时候加上 IBInspectable 修饰，Xcode 会自动添加到 Storyboard 中 Attributes inspector 栏目中。

@property (nonatomic, assign) IBInspectable CGFloat radius;

IBOutletCollection

与IBOutlet不同的是，IBOutletCollection带有一个参数，该参数是一个类名。

通常情况下，我们使用一个IBOutletCollection属性时，属性必须是strong的，且类型是NSArray，如下所示：

@property (nonatomic, strong) IBOutletCollection(id) NSArray* delegateTargets;

//@implementation  实现

- (void)setDelegateTargets:(NSArray *)delegateTargets{

    self.weakRefTargets = [NSPointerArray weakObjectsPointerArray];

    for (id delegate in delegateTargets) {

        [self.weakRefTargets addPointer:(__bridge void *)delegate];

    }

}
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