面试题：Objective-C类簇设计语法在内存管理上的特性

Question

结合Objective-C类簇的设计语法，说明其在内存管理方面与普通类有何不同？在类簇中创建和使用对象时，开发者需要特别注意哪些内存管理问题以避免内存泄漏或悬空指针等情况？

Answer 1

1. Objective - C类簇与普通类在内存管理方面的不同

• 普通类：
  • 创建对象通常使用alloc方法来分配内存，然后紧跟init系列方法进行初始化。例如MyClass *obj = [[MyClass alloc] init];，alloc会为对象在堆上分配内存，并设置引用计数为1。当不再需要该对象时，开发者需要调用release（ARC环境下编译器自动插入相关释放代码）来减少引用计数，当引用计数为0时，系统回收内存。
• 类簇：
  • 类簇通过一个抽象基类和多个具体子类实现。创建对象时，通常使用抽象基类的工厂方法（如+ (instancetype)xxx），这些工厂方法会在内部根据情况创建具体子类的实例。内存管理上，虽然开发者调用的是抽象基类的方法，但实际创建的具体子类对象的内存管理遵循普通对象的规则。不过，由于类簇隐藏了具体子类的实现，开发者可能无法直观了解具体对象类型，在某些复杂情况下可能对内存管理造成困扰。例如NSArray类簇，通过[NSArray array]创建对象，实际可能是不同具体子类（如__NSArrayI、__NSArrayM等）的实例，但内存管理依然基于对象的引用计数原则。

2. 类簇中创建和使用对象时需注意的内存管理问题

• 对象所有权：
  • 明确对象的所有权关系，即使通过类簇的抽象基类方法创建对象，也要清楚对象何时被拥有。例如使用autorelease自动释放池时，要确保在合适的时机自动释放池排水，避免对象在需要使用时已被释放导致悬空指针。
• 对象生命周期：
  • 由于类簇隐藏具体子类，不能简单依赖抽象基类的假设来管理对象生命周期。比如在ARC环境下，虽然编译器自动管理引用计数，但如果在对象被释放后仍尝试访问，就会产生悬空指针。例如在一个方法中创建了一个NSString类簇对象（[NSString stringWithFormat:@"%d", value]），如果方法结束后该对象被释放，但外部仍持有一个指向它的指针并尝试访问，就会出错。
• 避免循环引用：
  • 类簇对象在复杂数据结构中使用时，要特别注意避免循环引用。例如在自定义类中使用了类簇对象（如NSDictionary类簇），如果对象之间形成循环引用（如自定义类A持有一个NSDictionary，而NSDictionary的某个值又反向持有类A），会导致对象无法正常释放，造成内存泄漏。在MRC环境下，需要手动打破循环引用；在ARC环境下，可通过使用weak等修饰符来避免。