相對電腦而言，移動設備具有內存少、CPU速度慢等特點，因此iOS開發(fā)人員需要盡可能優(yōu)化應用的性能。性能優(yōu)化需要考慮的問題很多，下面南昌網站制作公司小編和大家一起來學習幾個重要的優(yōu)化方法。今天我們來重點學習一下程序性能優(yōu)化之內存優(yōu)化。

在Swift語言中，內存管理采用ARC(Automatic Reference Counting，自動引用計數)。ARC是與MRC(ManualReference Counting，手動引用計數)相對而言的，這些概念來源自于Objective-C的內存管理方式。

1.內存管理

這里我們有必要先介紹一下Objective-C的內存管理方法，共有3種，分別介紹如下。

MRC。就是由程序員自己負責管理對象生命周期，負責對象的創(chuàng)建和銷毀。

ARC。采用與MRC一樣的內存引用計數管理方法，但不同的是，它在編譯時會在合適的位置插入對象內存釋放(如release、autorelease和retain等)，程序員 不用關心對象釋放的問題。蘋果推薦在新項目中使用ARC，但在iOS 5之前的系統(tǒng)中不能采用ARC。

GC。在Objective-C 2.0之后，內存管理出現了類似于Java和C#的內存垃圾收集技術，但是垃圾收集與ARC完全不同，垃圾收集是后臺有一個線程負責檢查已經不再使用的對象，然后釋放之。由于后臺有一個線程一直運行，因此會嚴重影響性能，這也是Java和C#程序的運行速度無法超越C++的主要原因。GC技術不能應用于iOS開發(fā)，只能應用于Mac OS X開發(fā)。

從上面的介紹可知，iOS采用MRC和ARC這兩種方式，ARC是蘋果推薦的方式，MRC方式相對比較原始，對于程序員的能力要求很高，但是它很靈活、方便，很不容易駕馭好。Swift采用ARC管理內存，因此使用起來比較簡單。

2.使用 Analyze 和 Instruments 工具解決內存泄漏問題

內存泄漏指一個對象或變量在使用完成后沒有釋放掉，這個對象一直占用這部分內存，直到應用停止。如果這種對象過多，內存就會耗盡，其他應用就無法運行。這個問題在C++C和Objective-C的MRC中是比較普遍的問題。

在Objective-C中，釋放對象的內存時，可以發(fā)送release和autorelease消息，它們都可以將引用計數減1。當引用計數為0時，release消息會使對象立刻釋放，autorelease消息會將對象放入內存釋放池中延遲釋放。

下面我們看看本節(jié)配套的Objective-C工程中ViewController的代碼片段：

- (void)viewDidLoad

{

[super viewDidLoad];

NSBundle *bundle = [NSBundle mainBundle];

NSString *plistPath = [bundle pathForResource:@"team"

ofType:@"plist"];

//獲取屬性列表文件中的全部數據

self.listTeams = [[NSArray alloc] initWithContentsOfFile:plistPath];

}

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:

(NSIndexPath *)indexPath

{

static NSString *CellIdentifier = @"CellIdentifier";

UITableViewCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:CellIdentifier];

if (cell == nil) {

cell = [[UITableViewCell alloc] initWithStyle:UITableViewCellStyleDefault

reuseIdentifier:CellIdentifier];

}

NSUInteger row = [indexPath row];

NSDictionary *rowDict = [self.listTeams objectAtIndex:row];

cell.textLabel.text = [rowDict objectForKey:@"name"];

NSString *imagePath = [rowDict objectForKey:@"image"];

imagePath = [imagePath stringByAppendingString:@".png"];

cell.imageView.image = [UIImage imageNamed:imagePath];

cell.accessoryType = UITableViewCellAccessoryDisclosureIndicator;

return cell;

}

- (void)tableView:(UITableView *)tableView didSelectRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath

{

NSUInteger row = [indexPath row];

NSDictionary *rowDict = [self.listTeams objectAtIndex:row];

NSString *rowValue = [rowDict objectForKey:@"name"];

NSString *message = [[NSString alloc] initWithFormat:@"您選擇了%@隊。", rowValue];

UIAlertView *alert = [[UIAlertView alloc]initWithTitle:@"請選擇球隊"

message:message

delegate:self

cancelButtonTitle:@"Ok"

otherButtonTitles:nil];

[alert show];

[tableView deselectRowAtIndexPath:indexPath animated:YES];

}

大家看看，上面的這3個方法會有什么問題呢?如果代碼基于ARC，這是沒有問題的，但遺憾的這是基于MRC的，都存在內存泄漏的可能性。從理論上講，內存泄漏是由對象或變量沒有釋放引起的，但實踐證明并非所有的未釋放對象或變量都會導致內存泄漏，這與硬件環(huán)境和操作系統(tǒng)環(huán)境有關，因此我們需要檢測工具幫助我們找到這些“泄漏點”。

在Xcode中，共提供了兩種工具幫助查找泄漏點：Analyze和Instruments。Analyze是靜態(tài)分析工具。可以通過Product→Analyze菜單項啟動。圖1所示為使用Analyze工具進行靜態(tài)分析之后的代碼界面。Instruments是動態(tài)分析工具，它與Xcode集成在一起，可以在Xcode中通過Product→Profile菜單項啟動。如圖2所示，Instruments有很多跟蹤模板可以動態(tài)分析和跟蹤內存、CPU和文件系統(tǒng)。

圖1 使用Analyze進行靜態(tài)分析之后的代碼界面

圖2 Instruments分析工具

我們可以結合使用這兩個工具查找泄漏點。先使用Analyze靜態(tài)分析查找可疑泄漏點，再用Instruments動態(tài)分析中的Leaks和Allocations跟蹤模板進行動態(tài)跟蹤分析，確認這些點是否泄漏，或者是否有新的泄漏出現等。

在圖1所示的Analyze靜態(tài)分析結果中，凡是有 圖標的行都是工具發(fā)現的疑似泄漏點。點擊viewDidLoad方法中疑似泄漏點行末尾的 圖標，會展開分析結果，具體如圖3所示。

圖3 viewDidLoad方法的疑似泄漏點展開結果

圖3中的線表明了程序執(zhí)行的路徑。在這個路徑中，第1處說明在第25行中，Objective-C對象的引用計數是1，說明在這里創(chuàng)建了一個Objective-C對象。第2處說明在第27行中引用計數為1，該對象沒有釋放，懷疑有泄漏。這樣的說明已經很明顯地告訴我們問題所在了，[[NSArray alloc]initWithContentsOfFile:plistPath]創(chuàng)建了一個對象，并賦值給listTeams屬性所代表的成員變量，然而完成了賦值工作之后，創(chuàng)建的對象并沒有顯式地發(fā)送release和autorelease消息。這里可以將代碼修改如下：

NSArray *array = [[NSArray alloc] initWithContentsOfFile:plistPath];

self.listTeams = array;

[array release];

點擊tableView:cellForRowAtIndexPath:方法中疑似泄漏點行末尾的 圖標，展開分析結果，如圖4所示。

圖4 tableView:cellForRowAtIndexPath:方法的疑似泄漏點展開結果

這主要說明UITableViewCell *類型的cell對象在第64行有可能存在泄漏。在表視圖中tableView:

cellForRowAtIndexPath:方法用于實例化表視圖單元格并設置數據，因此cell對象實例化后不能馬上釋放，而應該使用autorelease延遲釋放。可以在創(chuàng)建cell對象時發(fā)送autorelease消息，將代碼修改如下：

if (cell == nil) {

cell = [[[UITableViewCell alloc] initWithStyle:UITableViewCellStyleDefault

reuseIdentifier:CellIdentifier] autorelease];

}

我們再看一下tableView:didSelectRowAtIndexPath:方法中的疑似泄漏點，共有兩個。點擊行末尾的 圖標，展開分析結果，具體如圖5和圖6所示。

圖5 tableView:didSelectRowAtIndexPath:方法疑似泄漏點1的展開結果

圖6 tableView:didSelectRowAtIndexPath:方法疑似泄漏點2的展開結果

圖5所示的是message對象創(chuàng)建之后沒有釋放，我們只需要在[alert show]之后添加[message release]語句代碼就可以了。

在Objective-C中，實例化對象有如下兩種方式：

NSString *message = [[NSString alloc] initWithFormat:@"您選擇了%@隊。", rowValue]; ①

NSString *message = [NSString stringWithFormat:@"您選擇了%@隊。", rowValue]; ②

第①行所示的以init開頭的構造方法在alloc之后調用，我們將其稱為“實例構造方法”。對于使用該方法創(chuàng)建的對象，其所有權是調用者，調用者需要對它的生命周期負責，具體說就是負責創(chuàng)建和釋放。第②行所示的以string開頭的方法，它通過類直接調用，我們將其稱為“類級構造方法”。

南昌網站制作小編提示：采用alloc、new、copy和mutableCopy所創(chuàng)建的對象，所有權屬于調用者，它的生命周期由調用者管理，調用者負責通過release或autorelease方法釋放對象。

圖6所示的是UIAlertView *類型的alert對象創(chuàng)建后沒有釋放，我們只需要在[alert show]之后添加[alertrelease]語句就可以了。修改之后的代碼如下：

上面介紹的是使用Analyze靜態(tài)分析查找可疑泄漏點。之所以稱為“可疑泄漏點”，是因為這些點未必一定泄漏。確認這些點是否泄漏，還要通過Instruments動態(tài)分析工具中的Leaks和Allocations跟蹤模板。Analyze靜態(tài)分析只是一個理論上的預測過程。在Xcode中通過Product→Profile菜單項啟動Instruments動態(tài)分析工具，接著選擇Leaks模板，打開的界面如圖7所示。

圖7 Instruments的Leaks模板

在Instruments中，雖然選擇了Leaks模板，但默認情況下也添加Allocations模板。基本上凡是分析內存都會使用Allocations模板，它可以監(jiān)控內存分布情況。選中Allocations模板(圖中①區(qū)域)，右邊的③區(qū)域會顯示隨著時間的變化內存使用的折線圖，同時在④區(qū)域會顯示內存使用的詳細信息以及對象分配情況。點擊Leaks模板(圖中②區(qū)域)，可以查看內存泄漏情況。如圖8所示，如果在③區(qū)域有紅線出現，則有內存泄漏，④區(qū)域則會顯示泄漏的對象。

圖8 Instruments檢測到的內存泄漏

圖8中出現的泄漏是在點擊表視圖中單元格測試tableView:didSelectRowAtIndexPath:方法時發(fā)生的，點擊泄漏對象Address列后面的 按鈕，會進入如圖9所示的詳細界面。可以發(fā)現，里面有兩個對象，可以看到它們的內存地址、占用字節(jié)、所屬框架和響應方法等信息。

圖9 查看泄漏的詳細信息

在圖9中，點擊右邊的跟蹤堆棧信息按鈕 ，如圖10所示，其中 圖標所示的條目是我們自己應用的代碼，點擊它即可進入程序代碼，如圖11所示。

圖10 查看堆棧信息

圖11 查看泄漏點

圖11所示的第84行代碼是可能的泄漏點。事實上，內存泄漏是極其復雜的問題，工具使用是一方面，經驗是另一方面。提高經驗，然后借助于工具才是解決內存泄漏的根本。

3.查找和解決僵尸對象

內存泄漏指一個對象或變量在使用完成后沒有釋放掉。如果我們走了另外一個極端情況，會是什么樣呢?這就導致過度釋放問題，從而使對象“僵尸化”，該對象則被稱為僵尸對象。如果一個對象已經被釋放過了，或者調用者沒有這個對象的所有權而釋放它，都會造成過度釋放，產生僵尸對象。

對于很多人來說，僵尸對象或許聽起來很恐怖、也很陌生，但是如果說起EXEC_BAD_ACCESS異常，可能大家并不陌生。如果應用的某個方法試圖調用僵尸對象，則會崩潰(應用直接跳出)，并拋出EXEC_BAD_ACCESS異常。

下面我們看看本節(jié)配套Objective-C工程中ViewController的代碼片段：

注意看上述代碼中的粗體部分，你會發(fā)現什么問題嗎?程序運行時，拋出EXEC_BAD_ACCESS異常。假設我們現在無法找到問題，可以使用Instruments工具的Zombies跟蹤模板。按照圖12所示選擇Zombies模板，接著點擊Profile按鈕就可以進入了。

圖12 Instruments的Zombies模板

這樣在程序運行時，如果發(fā)現僵尸對象，就會彈出一個對話框，如圖13所示，點擊其中的 按鈕，便會在屏幕下方顯示僵尸對象的詳細信息(如圖14所示)。

圖13 僵尸對象信息

圖14 僵尸對象的詳細信息

從圖14可見，僵尸對象為UIAlertView類型，從上到下僵尸對象的引用計數變化是：1(創(chuàng)建)→ 0(釋放)→ ?1(僵尸化)。點擊View中的 按鈕，打開堆棧跟蹤信息視圖，然后在右邊的跟蹤堆棧信息中點擊 條目進入我們的程序代碼并定位到僵尸對象，如圖15所示。

圖15 定位僵尸對象

在圖15中，3條高亮顯示的代碼會影響對象的引用計數，從中我們不難發(fā)現問題。就本例而言，我們需要將本節(jié)開頭第②行代碼[alert show]放在[alert release]語句之前調用就可以了。

4.autorelease 的使用問題

在MRC中，釋放對象通過release或autorelease消息實現，其中release消息會立刻使引用計數減一，autorelease消息會使對象放入內存釋放池中延遲釋放，對象的引用計數并不變化，而是向內存釋放池中添加一條記錄，直到池被銷毀前通知池中的所有對象全部發(fā)送release消息才真正將引用計數減少。

由于使用autorelease消息會使對象延遲釋放，所以除非必須，否則不要使用它釋放對象。在iOS程序中，內存釋放池的釋放默認在程序結束。應用程序入口main.m文件的代碼如下：

int main(int argc, char *argv[])

{

@autoreleasepool {

return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));

}

}

代碼被包裹在@autoreleasepool {…}之間，這是池的作用范圍，默認是整個應用。如果產生大量對象，采用autorelease釋放也會導致內存泄漏。那么什么時候才必須使autorelease呢?我們看看下面的代碼：

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:

(NSIndexPath *)indexPath

{

static NSString *CellIdentifier = @"CellIdentifier";

UITableViewCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:CellIdentifier];

if (cell == nil) {

cell = [[[UITableViewCell alloc] initWithStyle:UITableViewCellStyleDefault

reuseIdentifier:CellIdentifier] autorelease];

}

NSUInteger row = [indexPath row];

NSDictionary *rowDict = [self.listTeams objectAtIndex:row];

cell.textLabel.text = [rowDict objectForKey:@"name"];

NSString *imagePath = [rowDict objectForKey:@"image"];

imagePath = [imagePath stringByAppendingString:@".png"];

cell.imageView.image = [UIImage imageNamed:imagePath];

cell.accessoryType = UITableViewCellAccessoryDisclosureIndicator;

return cell;

}

在上述代碼中，cell對象不能馬上釋放，我們需要使用它設置表視圖界面。autorelease一般用在為其他調用者提供對象的方法中，對象在該方法中不能馬上釋放，而需要延遲釋放。

此外，還有一種情況需要使用autorelease，就是使用靜態(tài)工廠方法獲得對象時，因為靜態(tài)工廠方法內部使用了autorelease。使用靜態(tài)工廠方法的代碼如下：

NSString *message = [NSString stringWithFormat:@"您選擇了%@隊。", rowValue];

該對象的所有權雖然不是當前調用者，但它是由iOS系統(tǒng)通過發(fā)送autorelease消息放入到池中的。當然，這一切對于開發(fā)者都是不可見的，我們也要注意減少使用這樣的語句。

5.響應內存警告

好的應用應該在系統(tǒng)內存警告的情況下釋放一些可以重新創(chuàng)建的資源。在iOS中，我們可以在應用程序委托對象、視圖控制器以及其他類中獲得系統(tǒng)內存警告消息。

(1) 應用程序委托對象

在應用程序委托對象中接收內存警告消息，需要寫applicationDidReceiveMemoryWarning:方法，具體可參考本節(jié)實例代碼中AppDelegate的代碼片段：

- (void)applicationDidReceiveMemoryWarning:(UIApplication *)application

{

NSLog(@"AppDelegate中調用applicationDidReceiveMemoryWarning:");

}

(1) 視圖控制器

在視圖控制器中接收內存警告消息，需要重寫didReceiveMemoryWarning方法，具體可參考本節(jié)實例代碼中

ViewController的代碼片段：

- (void)didReceiveMemoryWarning

{

NSLog(@"ViewController中didReceiveMemoryWarning調用");

[super didReceiveMemoryWarning];

//釋放成員變量

[_listTeams release];

}

注意，釋放資源代碼應該放在[super didReceiveMemoryWarning]語句后面。

(1) 其他類

在其他類中可以使用通知。在發(fā)生內存警告時，iOS系統(tǒng)會發(fā)出UIApplicationDidReceiveMemoryWarningNotification通知，凡是在通知中心注冊了該通知的類都會接收到內存警告通知，具體可參考本節(jié)實例代碼中ViewController的代碼片段：

- (void)viewDidLoad

{

[super viewDidLoad];

NSBundle *bundle = [NSBundle mainBundle];

NSString *plistPath = [bundle pathForResource:@"team"

ofType:@"plist"];

//獲取屬性列表文件中的全部數據

NSArray *array = [[NSArray alloc] initWithContentsOfFile:plistPath];

self.listTeams = array;

[array release];

//接收內存警告通知，調用handleMemoryWarning方法處理

NSNotificationCenter *center = [NSNotificationCenter defaultCenter];

[center addObserver:self

selector:@selector(handleMemoryWarning)

name:UIApplicationDidReceiveMemoryWarningNotification

object:nil];

}

//處理內存警告

-(void) handleMemoryWarning

{

NSLog(@"ViewController中handleMemoryWarning調用");

}

在上述代碼中，我們在viewDidLoad方法中注冊UIApplicationDidReceiveMemoryWarningNotification消息，接收到報警信息后調用handleMemoryWarning方法。這些代碼完全可以寫在其他類中，直接在ViewController中重寫didReceiveMemoryWarning方法就可以了。本例只是示意性地介紹一下UIApplicationDidReceiveMemoryWarningNotification報警消息。

內存警告在設備上并不經常出現，一般我們沒有辦法模擬，但模擬器上有一個功能可以模擬內存警告。啟動模擬器，選擇“硬件”→“模擬內存警告”模擬器菜單，這時我們會在輸出窗口中看到內存警告發(fā)生了，具體如下所示：

2014-11-19 15:58:51.032 MemoryLeakSample[1396:41574] Received memory warning.

2014-11-19 15:58:51.033 MemoryLeakSample[1396:41574] AppDelegate中調用applicationDidReceiveMemoryWarning:

2014-11-19 15:58:51.034 MemoryLeakSample[1396:41574] ViewController中handleMemoryWarning調用

2014-11-19 15:58:51.034 MemoryLeakSample[1396:41574] ViewController中didReceiveMemoryWarning調用

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