iOS中引用计数内存管理机制分析总结（NSString引用计数为-1的情况）

在 iOS 中引用计数是内存的管理方式，虽然在 iOS5 版本中，已经支持了自动引用计数管理模式，但理解它的运行方式有助于我们了解程序的运行原理，有助于 debug 程序。
操作系统的内存管理分成堆和栈。

在堆中分配的内存，都适用引用计数模式；在栈中则不是。

NSString 定义的对象是保存在栈中，所以它没有引用计数，不是通过引用计数对内存进行管理的。之前我在一篇博客上看，说常量的引用计数会是一个很大的整数，测试的结果显示它是－1. 对该对象进行 retain 操作，不好改变它的 retainCount 值。

MutableNSString 定义的对象，需要先分配堆中的内存空间，再初始化才能使用。它是采用引用计数管理内存的。对该对象做 retainCount 操作则每次增加一个。

其实，引用计数是对内存区域的空间管理方式，是应从内存块的视角去看的。任何对象都是指向内存块的指针，有多少个指针指向这个内存块，这个内存块就有多少个引用计算。
如果没有任何指针指向该内存块了，很明显，该内存块就没有对象引用了，引用计算就是 0, 系统会认为该内存区域已经空闲，于是立即清理，也就是更新一下管理堆的链表中某个标示位。

测试方法如下：

在 xcode 中建立一个非 arc 的项目，单视图即可。建立一个按钮的操作方法。

- (IBAction)testRC:(id)sender {

NSInteger i;
i=self.i_test;

if((i%2)==1)
{
NSString * str1=@"welcome";
NSString * str2=@"mlgb";
NSString * str3;
NSString * str4=@"welcome";
NSLog(@"str1 addr is %p",str1); // 你会发现str1与str2两个指针指向了同一个内存
NSLog(@"str2 addr is %p",str3);
NSLog(@"str3 addr is %p",str3);
NSLog(@"str4 addr is %p",str4);

NSLog(@"str1 retainCount is %i",[str1 retainCount]); // str1与str2是开辟在堆中，因此不能用引用计数来管理内存，这里为-1
NSLog(@"str2 retainCount is %i",[str2 retainCount]);
//NSLog(@"str3 retainCount is %i",[str3 retainCount]); 该使用会导致 crash ，因为 str3 没有指向任何内存区域。

str3=[str1 retain];
NSLog(@"str3=[str1 retain];");
NSLog(@"str1 retainCount is %i",[str1 retainCount]);
NSLog(@"str3 retainCount is %i",[str3 retainCount]);
str3=[str2 retain];
NSLog(@"str3=[str2 retain];");
NSLog(@"str2 retainCount is %i",[str1 retainCount]);
NSLog(@"str3 retainCount is %i",[str2 retainCount]);

/*
结果如下：
2014-10-09 17:12:57.887 mutableCopy)[4402:60b] str1 addr is 0x3598
　　2014-10-09 17:12:57.888 mutableCopy)[4402:60b] str2 addr is 0x35a8
　　2014-10-09 17:12:57.889 mutableCopy)[4402:60b] str3 addr is 0x1
　　2014-10-09 17:12:57.889 mutableCopy)[4402:60b] str4 addr is 0x3598

在栈中，内容相同的对象 str1 和 str4 ，都分配在一个内存区域中，这点是 c 编译器的功能，有利于内存使用的效率。

　　2014-10-09 17:20:57.132 mutableCopy)[4504:60b] str1 retainCount is -1
　　2014-10-09 17:20:57.132 mutableCopy)[4504:60b] str2 retainCount is -1
　　2014-10-09 17:20:57.132 mutableCopy)[4504:60b] str3=[str1 retain];
　　2014-10-09 17:20:57.133 mutableCopy)[4504:60b] str1 retainCount is -1
　　2014-10-09 17:20:57.134 mutableCopy)[4504:60b] str3 retainCount is -1
　　2014-10-09 17:20:57.134 mutableCopy)[4504:60b] str3=[str2 retain];
　　2014-10-09 17:20:57.135 mutableCopy)[4504:60b] str2 retainCount is -1
　　2014-10-09 17:20:57.135 mutableCopy)[4504:60b] str3 retainCount is -1

*/
}
else
{

NSMutableString * mstr1=[[NSMutableString alloc] initWithString: @"welcome" ];
NSMutableString * mstr2=[[ NSMutableString alloc ] initWithString : @"mlgb" ];
NSMutableString * mstr3;
NSMutableString * mstr4=[[ NSMutableString alloc ] initWithString : @"welcome" ];

NSLog( @"mstr1 addr is %p" ,mstr1);
NSLog( @"mstr2 addr is %p" ,mstr2);
NSLog( @"mstr3 addr is %p" ,mstr3);
NSLog( @"mstr4 addr is %p" ,mstr4);

NSLog( @"mstr1 retainCount is %i" ,[mstr1 retainCount]);
NSLog( @"mstr2 retainCount is %i" ,[mstr2 retainCount]);
//NSLog(@"mstr3 retainCount is %i",[mstr3 retainCount]);该使用会导致 crash ，因为 str3 没有指向任何内存区域。

mstr3=[mstr1 retain];
NSLog( @"mstr3=[mstr1 retain];" );

NSLog( @"mstr1 retainCount is %i" ,[mstr1 retainCount]);
NSLog( @"mstr3 retainCount is %i" ,[mstr3 retainCount]);
NSLog( @"mstr3 addr is %p" ,mstr3);

mstr3=[mstr2 retain];
NSLog( @"mstr3=[mstr2 retain];" );
NSLog( @"mstr2 retainCount is %i" ,[mstr1 retainCount]);
NSLog( @"mstr3 retainCount is %i" ,[mstr2 retainCount]);
NSLog( @"mstr3 addr is %p" ,mstr3);

/*

2012-07-14 11:07:36.652 testMem[878:f803] mstr1 addr is 0x68706b0
2012-07-14 11:07:36.655 testMem[878:f803] mstr2 addr is 0x6876040
2012-07-14 11:07:36.656 testMem[878:f803] mstr3 addr is 0x2a35
2012-07-14 11:07:36.657 testMem[878:f803] mstr4 addr is 0x686fbf0

　　在堆中，内容相同的对象 str1 和 str4 ，都分配在不同内存区域中。

　　2014-10-09 17:32:49.783 mutableCopy)[4621:60b] mstr1 retainCount is 1
　　2014-10-09 17:32:49.783 mutableCopy)[4621:60b] mstr2 retainCount is 1
　　2014-10-09 17:32:49.784 mutableCopy)[4621:60b] mstr3=[mstr1 retain];
　　2014-10-09 17:32:49.784 mutableCopy)[4621:60b] mstr1 retainCount is 2
　　2014-10-09 17:32:49.785 mutableCopy)[4621:60b] mstr3 retainCount is 2
　　2014-10-09 17:32:49.785 mutableCopy)[4621:60b] mstr3 addr is 0x8e0e000
　　2014-10-09 17:32:49.785 mutableCopy)[4621:60b] mstr3=[mstr2 retain];
　　2014-10-09 17:32:49.785 mutableCopy)[4621:60b] mstr2 retainCount is 2
　　2014-10-09 17:32:49.785 mutableCopy)[4621:60b] mstr3 retainCount is 2
　　2014-10-09 17:32:49.786 mutableCopy)[4621:60b] mstr3 addr is 0x8e0daa0

*/

}

self .i_test= self .i_test+ 1 ;

}

简而言之，引用计数实际上是指向其内存区域的指针数，从内存块的角度去理解，就很容易理解了。