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《Effective Objective-C》阅读笔记（下）

news 来源：原创 2025/9/12 18:50:25

内存管理

理解引用计数

引用计数工作原理

自动释放池

保留环

以ARC简化引用计数

使用ARC时必须遵循的方法命名规则

变量的内存管理语义

ARC如何清理实例变量

在dealloc方法中只释放引用并解除监听

编写“异常安全代码”时留意内存管理问题

以弱引用避免保留环

以“自动释放池块”降低内存峰值

用“僵尸对象”调试内存管理问题

不要使用retainCount

块与大中枢派发

理解“块”这一概念

块的基础知识

块的内部结构

全局块、栈块及堆块

为常用的块类型创建typedef

用handler块降低代码分散程度

用块引用其所属对象时不要出现保留环

多用派发队列，少用同步锁

编辑

多用GCD，少用performSelector系列方法

掌握GCD及操作队列的使用时机

通过Dispatch Group机制，根据系统资源状况来执行任务

使用dispatch_once来执行只需运行一次的线程安全代码

不要使用dispatch_get_current_queue

系统框架

熟悉系统框架

多用枚举块，少用for循环

对自定义其内存管理语义的collection使用无缝桥接

构建缓存时选用NSCache而非NSdictionary

精简initiakize与load的实现代码

别忘了NSTimer会保留其目标对象

内存管理

理解引用计数

OC使用引用计数来管理内存。

引用计数工作原理

NSObject协议声明了下面三个方法来操作计数器，以递增或递减其值：

retain 递增保留计数

release 递减保留计数

autorelease 待清理“自动释放池”，再递减保留计数

对象被创建后保留计数的变化过程如下图所示：

一般调用完release后都会清空指针，这就能保证不会出现可能指向无效对象的指针。

自动释放池

有时可以不调用release，改为调用autorelease，此方法会在稍后递减计数，通常是下一次“事件循环”时递减。

使用自动释放池autorelease可以延长对象生命期，使其在跨越方法调用边界后依然可以存活一段时间。

保留环

引用计数经常要注意的一个问题是“保留环”，“保留环”会导致内存泄漏，因为循环中的对象保留计数不会降为0，通常采用“若引用”来解决这一问题。

以ARC简化引用计数

ARC，即自动引用计数，所做的事情就是自动管理引用计数。由于ARC自动执行retain、release、autorelease等操作，所以不能调用上述方法。

ARC在调用这些方法时，并不通过消息派发机制，而是直接调用其底层C语言版本，这样性能更好。

使用ARC时必须遵循的方法命名规则

若方法名以下列词语开头，则其返回的对象归调用者所有：

若方法名不以上述四个词语开头，则表示其所返回的对象不归调用者所有。

变量的内存管理语义

在应用程序中，可用下列修饰符来改变局部变量与实例变量的语义：

通过__weak局部变量可以打破由块所引入的“保留环”。

ARC如何清理实例变量

ARC会借助OC特性来生成清理例程，来自动清理OC对象，所以ARC环境下通常无需再编写dealloc方法

不过如果有非OC的对象，那么仍然需要清理，dealloc方法可以这样写：

在dealloc方法中只释放引用并解除监听

对象在经历其生命期后，最终会为系统所回收，这时就要执行dealloc方法了。dealloc方法中要做的主要就是释放对象所拥有的引用。如果对象拥有其他非OC对象，那就要手工释放。

dealloc方法中还要把配置的观测行为清理掉，比如用NSNotificationCenter订阅的通知，dealloc可以这样写：

有一些开销较大或系统内稀缺的资源不在dealloc中释放，比如文件描述符、套接字、大块内存等。通常的做法是：实现另一个方法，当对象使用完后，就调用此方法。

这种对象所属的类，接口可以这样写：

#import <Foudation/Foudation.h>
@interface EOCServerConnection : NSObject
- (void)open:(NSString*)address;
- (void)close;
@end

该类与开发者的约定是：想打开连接，就调用“open:”方法，连接完毕就调用close方法。

close与dealloc方法可以这样写：

#import <Foudation/Foudation.h>
@interface EOCServerConnection : NSObject
- (void)open:(NSString*)address;
- (void)close;
@end

还要注意：dealloc中不要随便调用其他方法，执行异步任务的方法不应在dealloc里调用，只能在正常状态下执行的方法不应在dealloc里调用，属性的存取方法不应在dealloc里调用。

编写“异常安全代码”时留意内存管理问题

在try块中，如果先保留了某个对象，在释放它以前又抛出了异常，那么除非catch块能处理此问题，否则对象所占内存就将泄漏。

在手动管理引用计数时，要使用@finally块，并在块中释放对象，这样无论是否抛出异常，其中的代码都保证会运行且只运行一次。

当自动管理引用计数时，需要打开-fobjc-arc-exceptions标志，该标志默认关闭，只有在打开时，才会自动管理异常的引用计数，不过降低运行效率。

当遇到大量异常捕获操作时，就要考虑重构代码，用NSError式错误信息传递法来取代异常。

以弱引用避免保留环

最简单的保留环就是两个对象互相引用对方。

保留环会导致内存泄漏

如果只剩一个引用还指向保留环中的实例，而现在又把这个引用移除，那么整个保留环就泄漏了。

避免保留环最佳方式是弱引用，这种引用经常用来表示“非拥有关系”，将属性声明为unsafe_unretained或weak即可。

两者都会对属性弱引用，区别只是对象回收后的行为：

以“自动释放池块”降低内存峰值

嵌套自动释放池，可以控制应用的内存峰值，使其不致过高。

比如这段代码：

如果方法创建临时对象，那这些对象即便不再使用，也依然存活，直到系统将其释放并回收，意味着所有临时对象都要等for循环执行完才会释放。这会导致程序所占内存量持续上涨。

当循环长度取决于用户输入时更如此，比如：

这时，增加一个自动释放池，把循环内的代码包裹在“自动释放池块”中，那么循环中自动释放的对象就会放在这个池，内存峰值就会降低。

用“僵尸对象”调试内存管理问题

Cocoa提供了“僵尸对象”这一功能，当功能启用后，系统会把所有已经回收的实例转化为“僵尸对象”，而不会真正回收它们。这种对象内存不可能遭到覆写，并且收到消息后会抛出异常，准确说明发送过来的消息，并描述回收之前的那个对象。僵尸对象是调试内存管理问题的最佳方式。

将NSZombieEnabled环境变量设为YES，即可开启此功能。开启功能后，系统会修改对象的isa指针，指向特殊的僵尸类，从而使对象变为僵尸对象，他会相应所有选择子，响应方式为：打印一条包含信息内容及其接收者的消息，然后终止应用程序。

不要使用retainCount

ARC中已经废弃了retainCount这一方法，而在不启用ARC时，也不应该使用这一方法。

这个方法之所以无用，原因在于：它所返回的保留计数只是某个给定时间点上的值。

块与大中枢派发

理解“块”这一概念

块可以实现闭包

块的基础知识

块与函数类似，只不过是直接定义在另一个函数里的，和定义它的函数共享同一个范围内的东西，用符号“^”来表示，后面跟一对花括号。

块类型的语法结构如下：

块的强大之处是：在声明它的范围内，所有变量都可以为其所捕获，但是默认情况下，不可以在块里修改。

如果声明时加上__block修饰符，这样就可以在块内修改了。

如果块捕获了对象类型，就会自动保留它，就会导致一个问题，块本身也具有引用计数，这样就很容易导致循环引用。

块的内部结构

栈的内存布局如图：

这里invoke变量是个函数指针，指向块的实现代码，descriptor是指向结构体的指针，结构体中声明了块对象的总体大小，还声明了copy与dispose两个辅助函数对应的函数指针。

全局块、栈块及堆块

定义块时，所占内存区域是分配在栈中的，离开相应范围后，栈内存可能被覆写。

将块对象发送copy消息就可以拷贝，把块从栈复制到堆。此后再调用copy，只会递增块对象引用计数

除了栈块和堆块，还有全局块，这种块不会捕捉任何状态，也不需要，块所使用的内存区域在编译器就已经确定了。这种块可以声明在全局内存中，不需要在栈中创建。

全局块的拷贝是个空操作，它实际上相当于单例。

为常用的块类型创建typedef

块类型的语法结构如下：

为了简化，可以使用typedef为块起一个已读的别名，比如这样：

现在可以直接使用新类型了。

当块作为参数时，也可以简化，比如：

简化后：

使用类型定义还有个好处，就是在打算重构块时，会很方便，只要修改类型定义处即可。

用handler块降低代码分散程度

为用户界面编码时，经常异步执行任务，如果使用委托模式，那么处理数据的代码总是在受委托者处实现，如下图：

而如果改用块来写的话，代码就会变得更加清晰。

如此一来，代码就变得好懂许多了。

除此之外，委托模式还有一个缺点：如果类要分别使用多个获取器下载不同数据，那就得在delegate回调方法里根据传入参数来切换。

如果使用块，就可以将实现代码与委托者内联在一起。

在设计API时，如果用到了handler块，那就可以增加一个参数，使调用者可以通过此参数来决定应该把块安排在哪个队列上执行。

用块引用其所属对象时不要出现保留环

使用块很容易导致“保留环”

有两种常见情况。第一种如下例：

当使用block捕获self时，就可能造成这种情况，这时应该等闭包执行完后，再打破保留环。

另一种情况是互相引用，这时常见的方法是不保留引用，设定一套机制，令获取器对象自己设法保持存活。

多用派发队列，少用同步锁

在GCD出现之前，有两种办法来实现同步机制，第一种是“同步块”（@synchronized），第二种是直接使用NSLock对象。这两种方法都有其缺陷，替代方案就是GCD。

有种简单而高效的办法可以代替同步块或锁对象，那就是使用“串行同步队列”。GCD在底层实现。可以做许多优化。

比如属性的存取：

将属性的访问操作都放在串行队列中，就可以实现同步。

如果把设置方法改为异步派发，就可以进一步优化：

然而，获取方法与设置方法不能并发执行，但多个获取方法可以并发执行。将并发队列与栅栏块结合，可以进一步优化。

在队列中，栅栏块必须单独执行，不能与其他块并行。

实现代码也很简单：

_syncQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);
- (NSString*)someString {__block NSString *localSomeString;dispatch_sync(_syncQueue, ^{localSomeString = _someString;});return localSomeString;
}

- (void)setSomeString:(NSString*)someString{dispatch_barrier_async(_syncQueue, ^{_someString = someString;});
}

多用GCD，少用performSelector系列方法

使用performSelector方法，可以动态绑定消息，如下图：

但是这种方法不仅可能导致内存泄漏，还很难传达一些非对象类型参数。

避免这些限制和缺陷，方法就是使用块，而perform方法提供的那些线程功能，都可以通过在大中枢派发机制中使用块来执行，延后执行可以用dispatch_after来实现，在另一个线城上执行任务可以通过dispatch_sync及dispatch_async来实现。

掌握GCD及操作队列的使用时机

有时使用NSOperationQueue要比使用GCD技术要更合适。

用NSOperationQueue类的“addOperationWithBlock:”方法搭配NSBlockOperation类使用操作队列，语法与GCD非常类似，但使用下来有以下好处：

通过Dispatch Group机制，根据系统资源状况来执行任务

Dispatch group是GCD的一项特性，能够把任务分组。

与dispatch group相关的有以下几个函数：

dispatch_group_tdispatch_group_create// 创建分组
void dispatch_group_async(dispatch_group_t group, dispatch_queue_t queue, dispatch_bloack_t block);//管理分组
void dispatch_group_enter(dispatch_group_t group);
void dispatch_group_leave(dispatch_group_t group);//管理分组

有两个方法可以用于等待dispatch group执行完毕：

long dispatch_group_wait(dispatch_group_t group, dispatch_time_t timeout);
void dispatch_group_notify(dispatch_group_t group, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

二者的区别是：前者会阻塞当前线程，而后者只会在完成任务后进行通知。

未必一定要使用dispatch group，使用异步派发加单个队列也可以实现该效果。然而，使用dispatch group，GCD会根据系统资源状况来调度这些任务。若不采用group，则不仅性能有所下降，还需要额外代码来防止死锁。

使用dispatch_once来执行只需运行一次的线程安全代码

在GCD中，有一种很好的方式实现单例，采用以下函数：

void dispatch_once(dispatch_once_t *token, dispatch_block_t block);

此函数接受一个参数，只要这个参数相同，那么这个块里的代码便只执行一次。

可以这样实现单例：

这个参数应该声明在static或global作用域中。

不要使用dispatch_get_current_queue

dispatch_get_current_queue这个函数已经被弃用了。使用这个函数时，容易造成死锁。并且这个函数的行为也总是与预计不符。因为队列存在一套层级体系。

所以使用该函数检查当前队列是否为执行同步派发所用的队列，并不总是奏效。这个函数所返回的不一定是API指定的那个，有可能是API内部的那个同步队列。

为了解决这个问题，最好的办法是通过GCD提供的功能来设定“队列特有数据”，通过队列特有数据来解决不可重入导致的死锁。

系统框架

熟悉系统框架

许多系统框架可以直接使用，最重要的是Foundation与CoreFoundation。

许多常见任务都能用框架来做，例如音频与视频处理、网络通信、数据管理等。

多用枚举块，少用for循环

遍历collection有四种方式，最基本的是for循环，其次是NSEnumerator类和for...in...快速便利法，最新、最先进的是“块枚举法”。

以数组为例，NSArray中定义了这个方法

- (void)enumerateObjectsUsingBlock:(void(^)id object, NSUInteger idx, BOOL *stop)block

通过这种方法遍历collection，可以直接从块里获取更多信息。遍历数组时可以知道当前下标，遍历字典可以同时获取键值，还可以修改块的方法签名以免进行类型转换操作。

对自定义其内存管理语义的collection使用无缝桥接

使用无缝桥接技术，可以在Foudation框架中的OC对象与CoreFoudation框架中的C语言数据结构之间来回转换。

使用无缝桥接，可以将collection转换为具备特殊内存管理语义的collection。

比如字典的键为“拷贝”，而值为“保留”，这时就只能使用无缝桥接来改变语义。

CF框架中的可变字典叫CFMutableDictionary，可通过下列方法来制定键和值的内存管理语义：

构建缓存时选用NSCache而非NSdictionary

构建缓存时，应选用NSCache而非NSdictionary。

NSCache的优势在于：当系统资源快要耗尽时，它可以自动删减缓存。

NSCache对象可以设置上限来限制缓存中的对象总个数和成本。

NSCache经常与NSData和NSPurgeableData搭配使用。将NSPurgeableData与NSCache搭配使用，可以实现自动清除数据的功能。

精简initiakize与load的实现代码

类的初始化有两个方法，分别是load和initialize

load方法的问题在于，执行时系统处于“脆弱状态”，在执行时必然执行超类的load方法，如果依赖程序库，那库里所有相关类的load方法必定会先执行，但是根据某个库，无法判定各个类的载入顺序。因此，在load方法里使用其他类是不安全的。

load方法务必实现精简一些，因为整个程序在执行load时都会阻塞。

initialize方法会在程序首次调用该类之前调用且只调用一次。它与load不同之处在于：

1.initiakize为惰性调用

2.执行initialize时，系统处于正常状态，也能确保一定是“线程安全的环境”中执行。

3.如果某个类为实现initialize，就会运行超类的实现代码。

initialize方法在实现时也尽量精简。

别忘了NSTimer会保留其目标对象

使用重复执行模式的计时器，很容易引入“保留环”

如果创建本类的实例，并调用startPolling方法，创建计时器时，由于目标对象是self，所以要保留此实例。然而，实例也保留了计时器。因此就产生了保留环。

这时可以拓展NSTimer的功能，用“块”来打破保留环。不过需要创建分类，将实现代码加入分类中。

- (void)startPolling{__weak EOCClass *weakSelf = self;_pollTimer = [NSTimer eoc_scheduledTimerWithTimeInterval:5.0 block: ^{EOCClass *strongSelf = weakSelf;[strongSelf p_doPoll];} repeats:YES];
}

这段代码先定义了一个弱引用，令其指向self，然后捕获这个引用，而不是原本的self变量，这样self就不会被计时器所保留块开始执行时，立即生成strong引用，以保证实例在执行期间持续存活。

内存管理

理解引用计数

引用计数工作原理

自动释放池

保留环

以ARC简化引用计数

使用ARC时必须遵循的方法命名规则

变量的内存管理语义

ARC如何清理实例变量

在dealloc方法中只释放引用并解除监听

编写“异常安全代码”时留意内存管理问题

以弱引用避免保留环

以“自动释放池块”降低内存峰值

用“僵尸对象”调试内存管理问题

不要使用retainCount

块与大中枢派发

理解“块”这一概念

块的基础知识

块的内部结构

全局块、栈块及堆块

为常用的块类型创建typedef

用handler块降低代码分散程度

用块引用其所属对象时不要出现保留环

多用派发队列，少用同步锁

多用GCD，少用performSelector系列方法

掌握GCD及操作队列的使用时机

通过Dispatch Group机制，根据系统资源状况来执行任务

使用dispatch_once来执行只需运行一次的线程安全代码

不要使用dispatch_get_current_queue

系统框架

熟悉系统框架

多用枚举块，少用for循环

对自定义其内存管理语义的collection使用无缝桥接

构建缓存时选用NSCache而非NSdictionary

精简initiakize与load的实现代码

别忘了NSTimer会保留其目标对象

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