面试题：Objective-C在Mac OS应用性能优化之内存管理方面的策略

Question

在Mac OS应用开发中，使用Objective-C时，简述ARC（自动引用计数）和MRC（手动引用计数）的区别，并且说明在ARC环境下如何处理可能出现的循环引用问题，举例说明。

Answer 1

ARC（自动引用计数）和MRC（手动引用计数）的区别

1. 内存管理方式：
   • MRC：开发者需要手动管理对象的内存，通过调用retain、release和autorelease等方法来控制对象的引用计数。例如，当创建一个对象时，需要手动调用retain增加引用计数，在不再使用该对象时，调用release减少引用计数。如果引用计数降为0，对象的内存会被释放。
   • ARC：编译器会自动在适当的位置插入retain、release和autorelease代码。开发者无需手动调用这些方法，ARC会根据对象的生命周期自动管理内存，大大减轻了开发者的负担，减少了因手动管理不当导致的内存泄漏和悬空指针等问题。
2. 代码复杂度：
   • MRC：代码中需要频繁地插入内存管理代码，使代码变得冗长和复杂，增加了开发和维护的难度。
   • ARC：代码更加简洁，开发者可以更专注于业务逻辑的实现，提高开发效率。
3. 错误风险：
   • MRC：手动管理内存容易出现错误，比如过度释放对象导致程序崩溃，或者忘记释放对象导致内存泄漏。
   • ARC：自动管理内存减少了这些错误的发生概率，提高了程序的稳定性。

ARC环境下处理循环引用问题及举例

1. 处理方式：
   • 弱引用（__weak）：使用__weak关键字修饰属性或变量，被__weak修饰的对象不会增加引用计数。当对象的强引用计数降为0被释放时，指向该对象的__weak指针会自动被设置为nil，从而避免了循环引用。
   • 无主引用（__unsafe_unretained）：与__weak类似，__unsafe_unretained修饰的对象也不会增加引用计数。但与__weak不同的是，当对象被释放后，指向该对象的__unsafe_unretained指针不会被自动设置为nil，可能会导致野指针访问，使用时需要更加小心。一般情况下，优先使用__weak，只有在不能使用__weak（如iOS 4.0及之前版本不支持__weak）时才考虑使用__unsafe_unretained。
2. 举例： 假设我们有两个类Person和Dog，Person类中有一个Dog类型的属性，Dog类中有一个Person类型的属性，如果都使用强引用，就会出现循环引用。

@interface Dog : NSObject
@property (nonatomic, strong) Person *owner;
@end

@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, strong) Dog *pet;
@end

在上述代码中，Person持有Dog的强引用，Dog又持有Person的强引用，形成了循环引用。 解决办法是将其中一个引用改为弱引用，例如：

@interface Dog : NSObject
@property (nonatomic, __weak) Person *owner;
@end

@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, strong) Dog *pet;
@end

这样，当Person对象被释放时，Dog对象对Person的引用不会阻止Person的释放，从而打破了循环引用。同样，如果将Person类中的pet属性改为__weak也可以达到同样的效果。