Objective-C中，ARC下的 strong和weak指针原理解释

提示：本文中所说的"实例变量"即是"成员变量"，"局部变量"即是"本地变量"

一、简介

ARC是自iOS 5之后增加的新特性，完全消除了手动管理内存的烦琐，编译器会自动在适当的地方插入适当的retain、release、autorelease语句。你不再需要担心内存管理,因为编译器为你处理了一切。

注意：ARC 是编译器特性，而不是 iOS 运行时特性(除了weak指针系统)，它也不是类似于其它语言中的垃圾收集器。因此 ARC 和手动内存管理性能是一样的，有时还能更加快速，因为编译器还可以执行某些优化

二、原理

ARC 的规则非常简单：只要还有一个变量指向对象，对象就会保持在内存中。当指针指向新值,或者指针不再存在时,相关联的对象就会自动释放。这条规则对于实例变量、synthesize属性、局部变量都是适用的

三、strong指针

控制器中有个文本输入框框属性

@property (nonatomic, assign) IBOutlet UITextField *nameField;

1.如果用户在文本框中输入mj这个字符串

那么就可以说，nameField的text属性是NSString对象的指针，也就是拥有者，该对象保存了文本输入框的内容。

2.如果执行了如下代码

NSString *name = self.nameField.text;

一个对象可以有多个拥有者,在上面代码中,name变量同样也是这个NSString对象的拥有者,也就是有两个指针指向同一个对象

3.随后用户改变了输入框的内容，比如

此时nameFeild的text属性就指向了新的NSString对象。但原来的NSString对象仍然还有一个所有者(name变量)，因此会继续保留在内存中

4.当name变量获得新值,或者不再存在时(如局部变量方法返回时、实例变量对象释放时),原先的NSString对象就不再拥有任何所有者,retain计数降为0,这时对象会被释放

如，给name变量赋予一个新值

　　name = @"Jake";

我们称name和nameField.text指针为"Strong指针"，因为它们能够保持对象的生命。默认所有实例变量和局部变量都是Strong指针。

四、weak指针

weak型的指针变量仍然可以指向一个对象，但不属于对象的拥有者

1.执行下面的代码

__weak NSString *name = self.nameField.text;

name变量和nameField.text属性都指向同一个NSString对象,但name不是拥有者

2.如果文本框的内容发生变化,则原先的NSString对象就没有拥有者,会被释放,此时name变量会自动变成nil,称为空指针

weak型的指针变量自动变为nil是非常方便的，这样阻止了weak指针继续指向已释放对象，避免了野指针的产生，不然会导致非常难于寻找的Bug，空指针消除了类似的问题。

3.weak指针主要用于“父-子”关系，父亲拥有一个儿子的strong指针，因此父亲是儿子的所有者；但为了阻止所有权循环,儿子需要使用weak指针指向父亲。典型例子是delegate模式,你的ViewController通过strong指针（self.view.subViews）拥有一个UITableView, UITableView的dataSource和delegate都是weak指针,指向你的ViewController

五、strong和weak指针的使用注意

1.下面代码是有问题的:

　　__weak NSString *str = [[NSString alloc] initWithFormat:@"1234"];

　　NSLog(@"%@", str); // 打印出来是"(null)"

str是个weak指针，所以NSString对象没有拥有者,在创建之后就会被立即释放。Xcode还会给出警告("Warning: Assigning retained object to weak variable; object will be released after assignment")

2.一般的指针变量默认就是strong类型的,因此一般我们对于strong变量不加__strong修饰,以下两行代码是等价的:

　　NSString *name = self.nameField.text;

　　__strong NSString *name = self.nameField.text;

3.属性可以是strong或weak,写法如下

　　@property (nonatomic, strong) NSString *name; 　　

　　@property (nonatomic, weak) id delegate;

4.以下代码在ARC之前是可能会行不通的,因为在手动内存管理中,从NSArray中移除一个对象时,这个对象会发送一条release消息，可能会被立即释放。随后NSLog()打印该对象就会导致应用崩溃。(非ARC,需写作 id obj = [[array objectAtIndex:0] retain]; )

　　id obj = [array objectAtIndex:0]; //从数组array中取出索引为0的对象，用obj变量来接收。

　　[array removeObjectAtIndex:0]; //让array将索引为0的对象移除。(非ARC,加入array的对象，所有权交由数组来管理)

　　NSLog(@"%@", obj);

在ARC中这段代码是完全合法的,因为obj变量是一个strong指针,它成为了对象的拥有者,从NSArray中移除该对象也不会导致对象被释放。

六、ARC小结

1.有了ARC,我们的代码可以清晰很多,你不再需要考虑什么时候retain或release对象。唯一需要考虑的是对象之间的关联,也就是哪个对象拥有哪个对象?

2.ARC也有一些限制：

1> 首先ARC只能工作于Objective-C对象,如果应用使用了Core Foundation或malloc()/free(),此时还是需要你来手动管理内存

2> 此外ARC还有其它一些更为严格的语言规则,以确保ARC能够正常地工作

3.虽然ARC管理了retain和release,但并不表示你完全不需要关心内存管理的问题。因为strong指针会保持对象的生命,某些情况下你仍然需要手动设置这些指针为nil,否则可能导致应用内存不足。无论何时你创建一个新对象时,都需要考虑谁拥有该对象,以及这个对象需要存活多久

4.ARC还能很好地结合C++使用,这对游戏开发是非常有帮助的。对于iOS 4,ARC有一点点限制(不支持weak指针),但也没太大关系

七、ARC使用注意总结