IOS之Core Foundation框架和Cocoa Foundation框架區別

Objective-C 對象和 Core Foundation 對象 是兩種類型,在非ARC情況下,可以互相轉換(使用標準C類型來轉換)
在ARC下,(Core Foundation不支持ARC)用 __bridge 或者 __bridge_retained 來轉型,
其差別就是變更對象的所有權。
Core Foundation框架 (CoreFoundation.framework) 是一組C語言接口,它們為iOS應用程序提供基本數據管理和服務功能。下面列舉該框架支持進行管理的數據以及可提供的服務:
群體數據類型 (數組、集合等)
程序包
字符串管理
日期和時間管理
原始數據塊管理
偏好管理
URL及數據流操作
線程和RunLoop
端口和soket通訊
<pre>
__bridge關鍵字
id obj = [[NSObject alloc] init];

void *p = (__bridge void *)obj;

id o = (__bridge id)p;

bridge_retained
__bridge_transfer關鍵字
先來看使用 __bridge_retained 關鍵字的例子程序:

id obj = [[NSObject alloc] init];

void *p = (__bridge_retained void *)obj;
從名字上我們應該能理解其意義:類型被轉換時,其對象的所有權也將被變換后變量所持有。如果不是ARC代碼,類似下面的實現:

id obj = [[NSObject alloc] init];

void *p = obj;
[(id)p retain];
可以用一個實際的例子驗證,對象所有權是否被持有。

void *p = 0;

{
id obj = [[NSObject alloc] init];
p = (__bridge_retained void *)obj;
}

NSLog(@"class=%@", [(__bridge id)p class]);
出了大括號的范圍后,p 仍然指向一個有效的實體。說明他擁有該對象的所有權,該對象沒有因為出其定義范圍而被銷毀。
_bridge_transfer
如果ARC無效的時候,我們可能需要寫下面的代碼。

// p 變量原先持有對象的所有權
id obj = (id)p;
[obj retain];
[(id)p release];
那么ARC有效后,我們可以用下面的代碼來替換:

// p 變量原先持有對象的所有權
id obj = (__bridge_transfer id)p;
可以看出來,__bridge_retained 是編譯器替我們做了 retain 操作,而 __bridge_transfer 是替我們做了 release1
所有權被轉移的同時,被轉換變量將失去對象的所有權。當Core Foundation對象類型向Objective-C對象類型轉換的時候,會經常用到 __bridge_transfer 關鍵字。
</pre>

Toll-Free bridged

<pre>
在iOS世界,主要有兩種對象:Objective-C 對象和 Core Foundation 對象0。Core Foundation 對象主要是有C語言實現的 Core Foundation Framework 的對象,其中也有對象引用計數的概念,只是不是 Cocoa Framework::Foundation Framework 的 retain/release,而是自身的 CFRetain/CFRelease 接口。

這兩種對象間可以互相轉換和操作,不使用ARC的時候,單純的用C原因的類型轉換,不需要消耗CPU的資源,所以叫做 Toll-Free bridged。比如 NSArray和CFArrayRef, NSString和CFStringRef,他們雖然屬于不同的 Framework,但是具有相同的對象結構,所以可以用標準C的類型轉換。

比如不使用ARC時,我們用下面的代碼:

NSString *string = [NSString stringWithFormat:...];
CFStringRef cfString = (CFStringRef)string;
同樣,Core Foundation類型向Objective-C類型轉換時,也是簡單地用標準C的類型轉換即可。

但是在ARC有效的情況下,將出現類似下面的編譯錯誤:

Cast of Objective-C pointer type ‘NSString *’ to C pointer type ‘CFStringRef’ (aka ‘const struct __CFString *’) requires a bridged cast
Use __bridge to convert directly (no change in ownership)
Use __bridge_retained to make an ARC object available as a +1 ‘CFStringRef’ (aka ‘const struct __CFString *’)

錯誤中已經提示了我們需要怎樣做:用 __bridge 或者 __bridge_retained 來轉型,其差別就是變更對象的所有權。

正因為Objective-C是ARC管理的對象,而Core Foundation不是ARC管理的對象,所以才要特意這樣轉換,這與id類型向void*轉換是一個概念。也就是說,當這兩種類型(有ARC管理,沒有ARC管理)在轉換時,需要告訴編譯器怎樣處理對象的所有權。

上面的例子,使用 __bridge/__bridge_retained 后的代碼如下:

NSString *string = [NSString stringWithFormat:...];
CFStringRef cfString = (__bridge CFStringRef)string;
只是單純地執行了類型轉換,沒有進行所有權的轉移,也就是說,當string對象被釋放的時候,cfString也不能被使用了。

NSString *string = [NSString stringWithFormat:...];
CFStringRef cfString = (__bridge_retained CFStringRef)string;
...
CFRelease(cfString); // 由于Core Foundation的對象不屬于ARC的管理范疇,所以需要自己release
使用 __bridge_retained 可以通過轉換目標處(cfString)的 retain 處理,來使所有權轉移。即使 string 變量被釋放,cfString 還是可以使用具體的對象。只是有一點,由于Core Foundation的對象不屬于ARC的管理范疇,所以需要自己release。

實際上,Core Foundation 內部,為了實現Core Foundation對象類型與Objective-C對象類型的相互轉換,提供了下面的函數。

CFTypeRef CFBridgingRetain(id X) {
return (__bridge_retained CFTypeRef)X;
}

id CFBridgingRelease(CFTypeRef X) {
return (__bridge_transfer id)X;
}
所以,可以用 CFBridgingRetain 替代 __bridge_retained 關鍵字:

NSString *string = [NSString stringWithFormat:...];
CFStringRef cfString = CFBridgingRetain(string);
...
CFRelease(cfString); // 由于Core Foundation不在ARC管理范圍內,所以需要主動release。
__bridge_transfer
所有權被轉移的同時,被轉換變量將失去對象的所有權。當Core Foundation對象類型向Objective-C對象類型轉換的時候,會經常用到 __bridge_transfer 關鍵字。

CFStringRef cfString = CFStringCreate...();
NSString *string = (__bridge_transfer NSString *)cfString;

// CFRelease(cfString); 因為已經用 __bridge_transfer 轉移了對象的所有權,所以不需要調用 release
同樣,我們可以使用 CFBridgingRelease() 來代替 __bridge_transfer 關鍵字。

CFStringRef cfString = CFStringCreate...();
NSString *string = CFBridgingRelease(cfString);
總結
由上面的學習我們了解到 ARC 中類型轉換的用法,那么我們實際使用中按照怎樣的原則或者方法來區分使用呢,下面我總結了幾點關鍵要素。

明確被轉換類型是否是 ARC 管理的對象
Core Foundation 對象類型不在 ARC 管理范疇內
Cocoa Framework::Foundation 對象類型(即一般使用到的Objectie-C對象類型)在 ARC 的管理范疇內
如果不在 ARC 管理范疇內的對象,那么要清楚 release 的責任應該是誰
各種對象的生命周期是怎樣的

  1. 聲明 id obj 的時候,其實是缺省的申明了一個 __strong 修飾的變量,所以編譯器自動地加入了 retain 的處理,所以說 __bridge_transfer 關鍵字只為我們做了 release 處理。

</pre>
Objective-C指針與CoreFoundation指針之間的轉換】

ARC僅管理Objective-C指針(retain、release、autorelease),不管理CoreFoundation指針,CF指針由人工管理,手動的CFRetain和CFRelease來管理,注,CF中沒有autorelease。

CocoaFoundation指針與CoreFoundation指針轉換,需要考慮的是所指向對象所有權的歸屬。ARC提供了3個修飾符來管理。

1. __bridge,什么也不做,僅僅是轉換。此種情況下:

i). 從Cocoa轉換到Core,需要人工CFRetain,否則,Cocoa指針釋放后, 傳出去的指針則無效。

ii). 從Core轉換到Cocoa,需要人工CFRelease,否則,Cocoa指針釋放后,對象引用計數仍為1,不會被銷毀。

2. __bridge_retained,轉換后自動調用CFRetain,即幫助自動解決上述i的情形。

2. __bridge_transfer,轉換后自動調用CFRelease,即幫助自動解決上述ii的情形。

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