iOS为什么没有自动垃圾回收功能？

Question

在iOS上使用Objective-C进行开发时，内存管理目前必须由开发人员执行。其他一些移动平台使用自动垃圾回收来消除管理内存的需要。

为什么在iOS设备上不使用垃圾回收呢？

- S.P.

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标题有误（但标签正确）。Objective-C具有GC，但在iOS上不支持。 - BoltClock

a) 主观和争议性的 b) 稍等片刻。 - Abizern

我建议我们对于保留和丢弃的内容应该有更多的控制。不过，它确实在对象上具有“自动释放池”，类似于垃圾回收机制。 - Dan Hanly

我认为这个问题是有效的。我相信其他人也会想到这个问题，而被接受的答案可能会提供一些关于Obj-C和Cocoa-Touch如何工作的更深入的见解。好好想想吧 ;) - Dan Hanly

@Sherm Pendley，在一个简单的项目中，这并不需要太多的工作。随着项目复杂度和循环引用的增加——我们认为在所有现代语言中都是“自由”的东西——确保您的对象实际上在正确的点被保留可能会增加很多项目开销，而且它也有一点难以调试，因为对象引用在意想不到的时间被释放。 - Dan Rosenstark

Answer 1

垃圾回收的问题在于内存使用会持续增长直到进行回收，因此可能会分配比实际需要更多的内存。这对于内存受限且无法交换的设备来说是不利的。

当垃圾回收器运行时，它会扫描堆以查找不再使用的内存，这是一个昂贵的过程，会导致设备变慢直到完成为止。

- Morten Fast

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它会重复地执行它的功能。 - BoltClock

+1 为垃圾回收过程的内存使用量！这是一个不被立即考虑到的事情。你只是默认垃圾回收会节省内存！ - Dan Hanly

“...所以可能会分配比必要更多的内存。” 不是可能，而是一定会。 - FreeAsInBeer

这只是垃圾回收（GC）的过度简化。它们要复杂得多，例如研究代际GC（相当标准），它可以快速收集短寿命对象，而更长寿命的对象则更少被检查回收。这只是基本思路，在实践中还有许多优化和微调。还可以看到“增量”回收，解决“冻结”问题。它们甚至可以并发。迄今为止，我不明白为什么苹果选择了ARC，他们给出的原因似乎过于简单化。引用计数本身也有相当大的开销。 - TaylanKammer

Answer 2

在2011年的WWDC上，苹果公司解释说他们不希望移动设备使用垃圾回收机制，因为他们希望应用程序能够以最佳的资源利用和确定性运行。垃圾回收机制的问题不仅在于对象会随着时间的推移而累积，直到垃圾收集器启动清理，还在于你无法控制垃圾收集器何时启动。这会导致非确定性行为，可能会在你不想要它们发生的时候导致减速。

底线：你无法确定某个时间点对象将被释放，并且不会与正在发生的其他事件冲突。

- FreeAsInBeer

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现在使用自动引用计数，你可以兼顾两全其美：开发者不再需要担心对象的保留/释放，也不会有垃圾收集器随机减缓执行速度，同时仍能保持对内存使用的相当严格控制。 - Brad Larson

@Brad：没错！如果你真的想使用MRC（手动引用计数），你可以这么做。你甚至可以将同时使用两种引用计数系统的文件合并。 - FreeAsInBeer

你的底线并不是完全正确的。根据你的垃圾回收器，可能有强制回收和推迟回收的方法。后者通常通过预先创建对象池，然后重复使用它们并避免在关键操作期间进行任何分配来完成。因为GC通常是通过分配触发的。请注意，即使在手动内存管理中，也会使用此无分配策略，因为alloc()/free() 也并不便宜。同样的原因，UITableView重用单元格等，“不要分配”适用于所有性能关键的情况。 - TaylanKammer

顺便说一下，无论我读了多少关于内存管理的论文，它们都不断提到引用计数的总资源使用量比好的垃圾回收器高，尤其是 CPU 时间，尽管它与程序执行交织在一起（指针更新时的原子引用计数更改）。因此，ARC 是否提供了“最佳使用所提供的资源”是值得怀疑的。确定性更容易理解，但例如 CoreAnimation 无论如何都在自己的线程中运行，不应因 GC 或其他任何事情而出现抖动。我很想在某个复杂的应用程序上触发 GC，然后简单地观察会发生什么... - TaylanKammer

Answer 3

主要原因可能是内存负载和性能。相对于垃圾回收，引用计数具有更小的内存占用量，允许应用程序使用更多内存。此外，在垃圾回收运行时，其他线程必须停止，这可能会导致移动设备的用户界面出现卡顿，但在具备快速多核处理器的 Macintosh 上不会成为一个很大问题。

争论也可能很快就无意义了，因为 Clang / LLVM 新增了一个名为“自动引用计数” 的功能。它利用分析功能自动输入保留、释放和自动释放，使程序员不必自己手动输入。

- JeremyP