ios野指针产生的原因 ios 野指针

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lemon 2023-09-27 12:43:25

文章标签 ios野指针产生的原因面试内存管理 xcode 野指针 文章分类 iOS 移动开发

一、什么是空指针和野指针

1.空指针

1> 没有存储任何内存地址的指针就称为空指针(NULL指针)

2> 空指针就是被赋值为0的指针，在没有被具体初始化之前，其值为0。

下面两个都是空指针：

Student *s1 = NULL;

Student *s2 = nil;

2.野指针

"野指针"不是NULL指针，是指向"垃圾"内存（不可用内存）的指针。野指针是非常危险的。

二、野指针和空指针例子

接下来用一个简单的例子对比一下野指针和空指针的区别

1.首先，打开Xcode的内存管理调试开关，它能帮助检测垃圾内存

ios野指针产生的原因 ios 野指针_内存管理

ios野指针产生的原因 ios 野指针_内存管理_02

ios野指针产生的原因 ios 野指针_野指针_03

2.自定义Student类，在main函数中添加下列代码

Student *stu = [[Student alloc] init];
[stu setAge:10];
[stu release];
[stu setAge:10];

运行程序，你会发现第7行报错了，是个野指针错误！

ios野指针产生的原因 ios 野指针_野指针_04

3.接下来分析一下报错原因

1> 执行完第1行代码后，内存中有个指针变量stu，指向了Student对象

Student *stu = [[Student alloc] init];

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假设Student对象的地址为0xff43，指针变量stu的地址为0xee45，stu中存储的是Student对象的地址0xff43。即指针变量stu指向了这个Student对象。

2> 接下来是第3行代码

[stu setAge:10];

这行代码的意思是：给stu所指向的Student对象发送一条setAge:消息，即调用这个Student对象的setAge:方法。目前来说，这个Student对象仍存在于内存中，所以这句代码没有任何问题。

3> 接下来是第5行代码

[stu release];

这行代码的意思是：给stu指向的Student对象发送一条release消息。在这里，Student对象接收到release消息后，会马上被销毁，所占用的内存会被回收。

(release的具体用法会放到OC内存管理中详细讨论)

ios野指针产生的原因 ios 野指针_野指针_06

Student对象被销毁了，地址为0xff43的内存就变成了"垃圾内存"，然而，指针变量stu仍然指向这一块内存，这时候，stu就称为了野指针！

4> 最后执行了第7行代码

[stu setAge:10];

这句代码的意思仍然是：给stu所指向的Student对象发送一条setAge:消息。但是在执行完第5行代码后，Student对象已经被销毁了，它所占用的内存已经是垃圾内存，如果你还去访问这一块内存，那就会报野指针错误。这块内存已经不可用了，也不属于你了，你还去访问它，肯定是不合法的。所以，这行代码报错了！

4.如果改动一下代码，就不会报错

Student *stu = [[Student alloc] init];
[stu setAge:10];
[stu release];
stu = nil;
[stu setAge:10];

注意第7行代码，stu变成了空指针，stu就不再指向任何内存了

ios野指针产生的原因 ios 野指针_内存管理_07

因为stu是个空指针，没有指向任何对象，因此第9行的setAge:消息是发不出去的，不会造成任何影响。当然，肯定也不会报错。

5.总结

1> 利用野指针发消息是很危险的，会报错。也就是说，如果一个对象已经被回收了，就不要再去操作它，不要再尝试给它发消息。

2> 利用空指针发消息是没有任何问题的，也就是说下面的代码是没有错误的：

[nil setAge:10];

开始实验

首先定义一个简单的object类型，重写dealloc方便查看对象的释放

@interface TestObject : NSObject
@property (nonatomic, assign) NSInteger age;
@end

@implementation TestObject
- (void)dealloc {
    NSLog(@"%s", __FUNCTION__);
}
@end

@interface BasicViewController : BaseViewController
@property (nonatomic ,assign) TestObject *property1;
@end

测试一
- (void)test {
    self.property1 = [TestObject new];
    self.property1.age = 1;
}

测试二
- (void)test {
    TestObject *obj = [TestObject new];
    self.property1 = obj;
    self.property1.age = 1;
}

实验结果和分析

测试一结果：测试一会在self.property1 = [TestObject new];这一行报出警告，单步调试后发现TestObject对象会在创建完以后被释放，所以下面self.property1.age = 1属性赋值将直接引发crash：EXC_BAD_ACCESS，这就是是所谓的野指针。
分析：因为TestObject new对象创建出来没有任何强指针指向它，所以创建完以后立即会被释放了，这时候self.property1指针指向的地方已经不可用，所以就成了野指针。

ios野指针产生的原因 ios 野指针_内存管理_08

测试二结果：编译正常没有警告，运行正常也没有报错，但是在test方法调用之后如果你再去调用属性property1同样会引发EXC_BAD_ACCESS。

分析：因为obj是test方法内的临时变量，ARC模式下编译器会在test方法的末尾调用obj release，所以一旦test方法执行完毕以后，该临时变量就会被释放，此时self.property1将变为野指针。由于这种情况下在编译阶段我们的代码都不会有任何的警告，而运行时该属性变为野指针之后，我们在任何地方调用就会引发野指针崩溃，这是很危险的。在快速编码的时候，很有可能由于我们的复制粘贴属性的定义而把object类型属性用assign修饰，因为曾经就遇到过同事留下的这种坑，从逻辑上找根本找不错错误，仔细检视代码才发现了这个低级错误

在iOS9之前，系统库的delegate和target-action有一部分是assign(unsafe_unretain)的形式，这时候如果内存在别处被回收了，也是会出现野指针的。
所以iOS9之后这些地方就改成了weak内存修饰符，内存被回收的时候通过weak表，把这些指针设为nil。也大幅度减少了野指针的出现。如果现在在工程中依然频繁出现野指针，几乎可以肯定是错误地使用了内存。