本文轉自: http://www.cnblogs.com/ET-Union/archive/2011/08/17/2143774.html
一、前言
對於大多數從C++或者JAVA轉過來學習Object-C（以下簡稱OC）的人來說，OC這門語言看起來非常奇怪，用起來也有點麻煩。
OC沒有像JAVA一樣的垃圾回收機制，也就是說，OC編程需要程序員手動去管理內存。這就是爲什麼它煩的原因，蘋果卻一直推崇開發者在有限硬件資源內寫出最優化的代碼，使用CPU最少，佔用內存最小。
二、基本原理
對象的創建：
OC在創建對象時，不會直接返回該對象，而是返回一個指向對象的指針，因此出來基本類型以外，我們在OC中基本上都在使用指針。
ClassA *a = [[ClassA alloc] init];
在[ClassA alloc]的時候，已經發送消息通知系統給ClassA的對象分配內存空間，並且返回了指向未初始化的對象的一個指針。
未初始化的ClassA對象接手到init消息，init返回指向已初始化後的ClassA對象的一個指針，然後將其賦值給變量a。
在創建並使用完一個對象的時候，用戶需要手動地去釋放該對象。
[a dealloc];
如果指針a和b同時指向堆中同一塊內存地址
ClassA *a = [[ClassA alloc] init];
ClassA *b = a;
[a dealloc];
當執行到第三行的時候，指針b就成了無頭指針。這是一個在C++中也是常見的錯誤，我們需要避免這類錯誤，因爲無頭指針是危險的。
引用計數：
OC在內存管理上採用了引用計數（retain count），在對象內部保存一個數字，用來表示被引用的次數。init、new和copy都會讓retain count加1。當銷燬對象的時候，系統不會直接調用dealloc方法，而是先調用release，讓retain count 減1，當retain count等於0的時候，系統纔會調用dealloc方法來銷燬對象。
在指針賦值的時候，retain count 是不會自動增加的，爲了避免上面所說的錯誤，我們需要在賦值的時候手動retain一次，讓retain count 增加1。
ClassA *a = [[ClassA alloc] init]; // retain count = 1
ClassA *b = a;
[b retain]; // retain count = 2
[a dealloc];
這樣在執行到第四行的時候，對象的retain count只是減了1，並沒有被銷燬，指針b仍然有效。
內存泄露：
就如上面列子所示，當生成ClassA對象時，指針a擁有對該對象的訪問權。如果失去了對一個對象的訪問權，而又沒有將retain count減至0，就會造成內存泄露。也就是說，分配出去的內存無法回收。
ClassA *a = [[ClassA alloc] init];
a = nil;
三、Autorelease Pool
爲了方便程序員管理內存，蘋果在OC中引入了自動釋放池(AutoreleasePool)。在遵守一些規則的情況下，可以自動釋放對象。但即使有這麼一個工具，OC的內存仍需要程序員時刻關注（這個自動釋放池跟JAVA的垃圾回收機制不是一回事，或者說，騎馬都追不上JAVA的機制，可能連塵都喫不到）。
ClassA *a = [[[ClassA alloc] init] autorelease];
//retain count = 1，但無需release
Autorelease Pool的原理：
autorelease pool 全名叫做NSAutoreleasePool，是OC中的一個類。autorelease pool並不是天生就有的，你需要手動的去創建它
NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
一般地，在新建一個iphone 項目的時候，xcode會自動地爲你創建一個autoreleasepool，這個pool就寫在Main函數裏面。
在NSAutoreleasePool中包含了一個 可變數組，用來存儲被聲明爲autorelease的對象。當NSAutoreleasePool自身被銷燬的時候，它會遍歷這個數組，release數組中的每一個成員（注意，這裏只是release，並沒有直接銷燬對象）。若成員的retain count 大於1，那麼對象沒有被銷燬，造成內存泄露。
默認的NSAutoreleasePool 只有一個，你可以在你的程序中創建NSAutoreleasePool，被標記爲autorelease的對象會跟最近的NSAutoreleasePool 匹配。 NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
//Create some objects
//do something…
[pool release];
你也可以嵌套使用NSAutoreleasePool ，就像你嵌套使用for一樣。
即使NSAutoreleasePool 看起來沒有手動release那麼繁瑣，但是使用NSAutoreleasePool 來管理內存的方法還是不推薦的。因爲在一個NSAutoreleasePool 裏面，如果有大量對象被標記爲autorelease，在程序運行的時候，內存會劇增，直到NSAutoreleasePool 被銷燬的時候纔會釋放。如果其中的對象足夠的多，在運行過程中你可能會收到系統的低內存警告，或者直接crash。
AutoreleasePool 擴展：
如果你極具好奇心，把Main函數中的NSAutoreleasePool 代碼刪除掉，然後再自己的代碼中把對象聲明爲autorelease，你會 發現系統並不會給你發出錯誤信息或者警告。用內存檢測工具去檢測內存的話，你可能會驚奇的發現你的對象仍然被銷燬了。
其實在新生成一個Run Loop的時候，系統會自動的創建一個NSAutoreleasePool ，這個NSAutoreleasePool 無法被刪除。
在做內存測試的時候，請不要用NSString。OC對字符串作了特殊處理
NSString *str =[ [NSString alloc] stringWithString:@”123”];
在輸出str的retain count 的時候，你會發現retain count 大於1。
四、手動管理內存
使用alloc、new、copy創建一個對象，該對象的retain count 都等於1，需要用release來釋放該對象。誰創建，誰去釋放。在這3鍾方法以外的方法創建的對象，都被系統默認的聲明爲autorelease。
ClassA *a = [[ClassA alloc] init];
ClassA *b = a;
[b retain];
//do smoething
[b release];
b = nil;
把一個指針賦值給另外一個指針的時候，a 指針所指向的對象的引用次數並沒有增加，也就是說，對象的retain count依然等於1。只有在retain了之後，retain count 纔會加1。那麼，如果這時候執行[a release]，只是a指針放棄了對對象的訪問權，對象的retaincount 減1，對象沒有被銷燬。只有當b也執行了release方法之後，纔會將對象銷燬掉。因此，誰retain了，誰就要release。
在對象被銷燬之後，指針依然是存在的。所以在release了之後，最好把指針賦爲空，防止無頭指針的出現。順便一說，release一個空指針是合法的，但是不會發生任何事情。
如果你在一個函數中創建並返回一個對象，那麼你需要把這個對象聲明爲autorelease
(ClassA *)Function()
{
ClassA *a = [[[ClassA alloc] init] autorelease];
return a;
}
不這樣做的話，會造成內存泄露。
五、屬性與內存管理
蘋果一直沒有強調的一點是，關於屬性中的retain。事實上，屬性中帶有retain的，在賦值的時候可能已經在合成的setter中retain了一次，因此，這裏也需要release。
@property實際上是getter和setter，@synthesize是合成這2個方法。爲什麼在聲明瞭屬性之後可以用“.”來直接調用成員變量呢？那是因爲聲明屬性以後系統根據你給的屬性合成了一個set方法和一個get方法。使用“.”與屬性並沒有直接關聯，如果你不嫌麻煩，在你的程序裏面多寫一個set和get方法，你也可以使用“.”來調用變量。
@property()，如果你裏面什麼都不寫，那麼系統會默認的把你的屬性設置爲：
@property(atomic, assign)…..
關於nonatomic：
這個屬性沒有對應的atomic關鍵字，即使我上面是這麼寫，但atomic只是在你沒有聲明這個特性的時候系統默認，你無法主動去聲明這一特性。
如果你的程序只有一個主線程，或者你確定你的程序不會在2個或者以上線程運作的時候訪問同一個變量，那麼你可以聲明爲nonatomic。指定nonatomic特性，編譯器合成訪問器的時候不會去考慮線程安全問題。如果你的多個線程在同一時間會訪問到這個變量的話，可以將特性聲明爲atomic(通過省略關鍵字nonatomic)。在這種特性的狀態下，編輯器在合成訪問器的時候就會在訪問器裏面加一個鎖（@synchronized），在同一時間只能有一個線程訪問該變量。
但是使用鎖是需要付出代價的，一個聲明爲atomic的屬性，在設置和獲取這個變量的時候都要比聲明爲nonatomic的慢。所以如果你不打算編寫多線程代碼，最好把變量的屬性特性聲明爲nonatomic。
關於assign、retain和copy：
assign是系統默認的屬性特性，它幾乎適用於OC的所有變量類型。對於非對象類型的變量，assign是唯一可選的 特性。但是如果你在引用計數下給一個對象類型的變量聲明爲assign，那麼你會在編譯的時候收到一條來自編譯器的警告。因爲assign對於在引用計數下的對象特性，只創建了一個弱引用（也就是平時說的淺複製）。這樣使用變量會很危險。當你release了前一個對象的時候，被賦值的對象指針就成了無頭指針了。因此在爲對象類型的變量聲明屬性的時候，儘量少（或者不要）使用assign。
關於assign合成的setter，看起來是這樣的：
-(void)setObjA:(ClassA *)a
{
objA = a;
}
在深入retain之前，先把聲明爲retain特性的setter寫出來：
-(void)setObjA:(ClassA *)a
{
If(objA != a)
{
[objA release];
objA = a;
[objA retain]; //對象的retain count 加1
}
}
明顯的，在retain的setter中，變量retain了一次，那麼，即使你在程序中
self.objA = a;
只寫了這麼一句，objA仍然需要release，才能保證對象的retain count 是正確的。但是如果你的代碼
objA = a；
只寫了這麼一句，那麼這裏只是進行了一次淺複製，對象的retain count 並沒有增加，因此這樣寫的話，你不需要在後面release objA。
這2句話的區別是，第一句使用了編譯器生成的setter來設置objA的值，而第二句只是一個簡單的指針賦值。
copy的setter看起來是這樣的:
-(void)setObjA:(ClassA *)a
{
ClassA * temp = objA;
objA = [a copyWithZone:nil];
[temp release];
}
複製必須通過實現copyWithZone：這個方法，因次copy這個特性只適用於擁有這個方法的類型，也就是說，必須這個類支持複製。複製是把原來的對象release掉，然後讓指針指向一個新的對象的副本。因此即使在setter裏面release了原來的對象，你仍然需要在後面release新指向的對象（副本）。
六、尾聲
IOS開發現在唯一能用的內存管理方式就是引用計數，無論你喜歡還是不喜歡。在一個內存緊缺的機器上，你編寫程序的時候也只能步步爲營，儘可能的讓你的程序騰出內存空間，並保證系統不會給你一個警告。即使蘋果在Mac OS X 雪豹(v10.5)系統裏面添加了另外一種內存管理方式(垃圾收集)，但目前不適用於IOS。
以上，僅個人對IOS開發的內存管理的認知