iOS性能优化之内存管理：Analyze、Leaks、Allocations的使用和案例代码

最近接了个小任务，和公司的iOS小伙伴们分享下instruments的具体使用，于是有了这篇博客...性能优化是一个很大的话题，这里讨论的主要是内存泄露部分。

一. 一些相关概念

很多人应该比较了解这块内容了...可以权当复习复习...

1.内存空间的划分: 我们知道，一个进程占用的内存空间，包含5种不同的数据区：（1）BSS段：通常是存放未初始化的全局变量；（2）数据段：通常是存放已初始化的全局变量。（3）代码段：通常是存放程序执行代码。（4）堆：通常是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，OC对象（所有继承自NSObject的对象）就存放在堆里。（5）栈：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量等值。

栈内存是系统来管理的，因此我们常说的内存管理，指的是堆内存的管理，也就是所有OC对象的创建和销毁的管理。伴随着iOS5的到来，苹果推出了ARC（自动引用计数）技术，此模式下编译器会自动在合适的地方插入retain、release、autorelease语句，也就是说编译器会自动生成内存管理的代码，解放了广大程序猿的双手，也基本上避免了内存泄露问题，但是呢...

2.内存泄露：百度百科给的定义是："内存泄漏也称作'存储渗漏'，用动态存储分配函数动态开辟的空间，在使用完毕后未释放，结果导致一直占据该内存单元。直到程序结束。（其实说白了就是该内存空间使用完毕之后未回收）即所谓内存泄漏"。在iOS应用中的内存泄露，原因一般有循环引用、错用Strong/copy等。

二. Analyze—静态分析

顾名思义，静态分析不需要运行程序，就能检查到存在内存泄露的地方。

1. 使用方法：打开Xcode，command + shift + B；或者Xcode - Product - Analyze；

2. 常见的三种泄露情形：

（1）创建了一个对象，但是并没有使用。Xcode提示信息：Value Stored to 'number' is never read。翻译一下：存储在'number'里的值从未被读取过。

（2）创建了一个（指针可变的）对象，且初始化了，但是初始化的值一直没读取过。Xcode提示信息：Value Stored to 'str' during its initialization is never read

（3）调用了让某个对象引用计数加1的函数，但没有调用相应让其引用计数减1的函数。Xcode提示信息：Potential leak of an object stored into 'subImageRef'。 翻译一下：subImageRef对象的内存单元有潜在的泄露风险。

3. 贴上Demo代码：

/**
 * 情 形 一：创建了一个对象，但是并没有使用。
 * 提示信息：Value Stored to 'number' is never read
 * 翻译一下：存储在'number'里的值从未被读取过，
 */
- (void)leakOne {
    NSString *str1 = [NSString string];
    NSNumber *number;
    number = @(str1.length);
    /*
     说我们没有读取过它，那就读取一下，比如打开下面这句代码，对它发送class消息，就不再会有这个提示了。
     当然最好的方法还是将有关number的代码都删掉，因为，你只对number赋值，又不使用，那干嘛创建出来呢。
     这是一个比较常见和典型的错误，也很容易检查出来
     */
    // [number class];
}

/**
 * 情 形 二：创建了一个（指针可变的）对象，且初始化了，但是初始化的值一直没读取过。
 * 提示信息：Value Stored to 'str' during its initialization is never read
 */
- (void)leakTwo {
    NSString *str = [NSString string]; // 创建并初始化str，此时已经有一个内存单元保存str初始化的值
    // NSString *str; // 这样就内存不泄露，因为str是可变的，只需要先声明就行。
    // printf("str前 = %p\n",str);
    str = @"ceshi";             // str被改变了，指向了"ceshi"所在的地址，指针改变了，但之前保存初始化值的内存空间还未释放，保存str初始化值的内存单元泄露了。
    // printf("str后 = %p\n",str); // 指针改变了
    [str class];

    // 再举两个例子，同理

    NSArray *arr = [NSArray array];
    // printf("arr前 = %p\n",arr);
    // NSArray *arr;            // 这样就内存不泄露
    arr = @[@"",@""];
    // printf("arr后 = %p\n",arr); // 指针改变了
    [arr class];

    CGRect rect = self.view.frame;
    // CGRect rect = CGRectZero; // 这样就内存不泄露
    rect = CGRectMake(, , , );
    NSLog(@"rect = %@",NSStringFromCGRect(rect));
}

/**
 * 情 形 三：调用了让某个对象引用计数加1的函数，但没有调用相应让其引用计数减1的函数。
 * 提示信息：Potential leak of an object stored into 'subImageRef'
 * 翻译一下：subImageRef对象的内存单元有潜在的泄露风险
 */
- (void)leakThree {
    CGRect rect = CGRectMake(, , , );
    UIImage *image;
    CGImageRef subImageRef = CGImageCreateWithImageInRect(image.CGImage, rect); // subImageRef 引用计数 + 1;

    UIImage* smallImage = [UIImage imageWithCGImage:subImageRef];

    // 应该调用对应的函数，让subImageRef的引用计数减1,就不会泄露了
    // CGImageRelease(subImageRef);

    [smallImage class];
    UIGraphicsEndImageContext();
}

贴上照片:

三. Leaks—内存泄露

Leaks是动态的内存泄露检查工具，需要一边运行程序，一边检测。

1.使用方法: 进入Xcode，command + control + i；或者Xcode - Xcode - Open Developer Tool - Instruments; 或者Xcode - Product - Profile。选择Leaks。

2.界面详情如下，这是运行时的界面

测试了好几个项目，发现用静态分析检查过的代码，内存泄露都比较少。有2个项目能点的按钮都点了，能进的页面都进的，Leaks也没检测到泄露。

四. Allocations—内存分配

Allocations是检测程序运行过程中的内存分配情况的，也需要同时运行着程序。1.打开方法：同上。2.界面情况如下：

截图二：

双击某一个方法，同样会跳转到代码里，会有每一句代码对应的内存分配情况，根据这些信息，可以对程序里不同代码的内存占用情况有一些认识，并进行针对性的优化。

五. 平时写代码的一些tip

说到底呢，instruments只是一组工具，帮助我们分析代码的工具，可能检查的出的内存问题和性能问题，肯定还是由代码造成的。养成良好的代码习惯，才是根本的解决方法。首先是避免出现静态分析里提到的三种常见内存泄露问题，我测试的好几个项目里，都有出现这个问题。

tip：哪些情况会增加CPU的消耗？「搬运自YYKit的作者的博客（强烈推荐）：ibireme」

(1) 创建对象、调整对象属性、销毁对象。（2）布局计算和Autolayout。（3）文本的计算和渲染。（4）图片的解码和绘制。「用Time Profiler分析一下，可以更直观地感受到哪些操作比较耗时，使用方法同上。」

小结：做好cell等可复用对象的重用；可以只创建一次的对象，不要创建多次（比如页面的某个功能弹窗）；用较少的对象和方法调用去实现功能；将耗时的操作放在子线程等可以对内存和性能做一些优化。