Swift—Core Foundation框架-备

Core Foundation框架是苹果公司提供一套概念来源于Foundation框架，编程接口面向C语言风格的API。虽然在Swift中调用这种C语言风格的API比较麻烦，但是在OS X和iOS开发过程中，有时候使用CoreFoundation框架的API是非常方便的，例如在与C语言混合编码的时候。

Core Foundation框架与Foundation框架紧密相关，他们具有与相同的接口，但是不同。Core Foundation框架是基于C语言风格的，而Foundation框架是基于Objective-C语言风格的。在OS X和iOS程序代码中经常会有多种语言风格的代码混合在一起的情况，这使得我们开发变得更加麻烦。

数据类型映射

Core Foundation框架提供了一些不透明的数据类型，这些数据类型封装了一些数据和操作，他们也可以称为“类”，他们都继承于CFType类，CFType是所用Core Foundation框架类型的根类。这些数据类型在Foundation框架中都有相应的数据类型与之对应，这些数据类型也有一些与Swift原生数据类型有对应关系。

看看Swift原生类型与Core Foundation类型之间的转换示例：

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1. import CoreFoundation
2. import Foundation
3. var cfstr1: CFString = "Hello,World"     //创建CFString字符串
4. var str: String = cfstr1 as String           //将CFString字符串转换为Swift原生字符串String
5. var cfstr2: CFString = str                   //将Swift原生字符串String转换为CFString字符串

这个转换过程中Core Foundation类型转换为Swift原生类型是需要强制类型转换的。

在Swift原生数据类型、Foundation框架数据类型和Core Foundation框架数据类型之间转换过程中，虽然是大部分是可以零开销桥接，零开销并不意味着内存什么都不用管。Swift类型内存管理是采用ARC，Foundation类型和Core Foundation类型内存管理都是采用MRC或ARC，CoreFoundation类型内存管理是基于C语言风格的，它有一个对象所有权的概念。

Objective-C的MRC内存管理

Core Foundation的内存管理与Objective-C的MRC内存管理密不可分，先介绍一下Objective-C的MRC内存管理。

所有Objective-C类都继承NSObject类，每个NSObject对象都有一个内部计数器，这个计数器跟踪对象的引用次数，被称为“引用计数”（Reference Count，简称RC）。当对象被创建时候，引用计数为1。为了保证对象的存在，可以调用retain方法保持对象，retain方法会使其引用计数加1，如果不需要这个对象可以调用release或autorelease方法，release或autorelease方法使其引用计数减1。当对象的引用计数为0的时候，系统运行环境才会释放对象内存。

引用计数示例如图所示，首先在第①步调用者A中创建了一个NSObject对象，这时该对象引用计数为1。在第②步调用者B中想使用这个NSObject对象，于是使用NSObject对象引用，但是为了防止使用过程中NSObject对象被释放，可以调用retain方法使引用计数加1，这时引用计数为2。在第③步调用者A中调用release或autorelease方法，使引用计数减1，这时引用计数为1。在第④步调用者C中调用release或autorelease方法，只是获得NSObject对象引用，并没有调用retain、release或autorelease方法，因此没有引起引用计数的变化。在第⑤步调用者B中调用release或autorelease方法使引用计数减1，这时引用计数为0。这个时候NSObject对象就内存就可以释放了。

来总结一下：

1. 谁创建或拷贝对象，他也一定要负责调用NSObject对象release或autorelease方法，使引用计数减1，如图中调用者A在第①步，负责创建了NSObject对象，那么调用者A也必须是负责使引用计数减1，见第④步。

2. 谁调用retain方法使引用计数加1，它也一定要负责调用NSObject对象release或autorelease方法，使引用计数减1，如图中调用者B在第②步，调用者B调用NSObject对象retain方法使引用计数加1，那么调用者B也必须是负责使引用计数减1，见第⑤步。

对象所有权

一个对象可以有一个或多个所有者，从所有者的角度看是对这个对象具有了“所有权”，从上图中看，调用者A和调用者B是所有者，他们可能是一段程序，可能是一个对象。他们对NSObject对象具有所有权，不再使用时候他们应该负责放弃对象所有权，当对象没有所有者时，引用计数为0，它才可以被释放。

如上图如果按照对象所有权解释：调用者A创建或拷贝NSObject对象，这时调用者A就具有了NSObject对象的所有权，见第①步。调用者B调用NSObject对象retain方法，就获得了也NSObject对象的所有权，见第②步。调用者A调用NSObject对象release方法，放弃NSObject对象的所有权，见第③步。调用者C只是使用NSObject对象没有获得NSObject对象的所有权，见第④步。调用者B调用NSObject对象release方法，放弃NSObject对象的所有权，见第⑤步，但是调用者B使用这个NSObject对象过程中，由于其他调用者放弃所有权，导致NSObject对象被释放，那么调用者B中程序就会发生运行期错误。

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内存托管对象

Swift中调用CoreFoundation函数获得对象时候，对象分为：内存托管对象和内存非托管对象。

内存托管对象就是由编译器帮助管理内存，我们不需要调用CFRetain函数获得对象所有权，也不需要调用CFRelease函数放弃对象所有权。

获得这些内存托管对象的方法，是采用了CF_RETURNS_RETAINED或CF_RETURNS_NOT_RETAINED注释声明，示例代码：

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1. -(CGPathRef)makeToPath CF_RETURNS_RETAINED
2. {
3. UIBezierPath* triangle = [UIBezierPath bezierPath];
4. [triangle moveToPoint:CGPointZero];
5. [triangle addLineToPoint:CGPointMake(self.view.frame.size.width,0)];
6. [triangle addLineToPoint:CGPointMake(0, self.view.frame.size.height)];
7. [triangle closePath];
8. CGPathRef theCGPath = [triangle CGPath];
9. return CGPathCreateCopy(theCGPath);
10. }

内存托管对象使用起来比较简单，不需要我们做额外的事情。

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print?

1. func CFStringCreateWithCString(_ alloc: CFAllocator!,
2. _ cStr: UnsafePointer<Int8>,
3. _ encoding: CFStringEncoding) -> CFString!  //内存托管对象
4. func CFHostCreateCopy(_ alloc: CFAllocator?,
5. _ host: CFHost) -> Unmanaged<CFHost>    //内存非托管对象

内存非托管对象

内存非托管对象就是内存需要程序员自己管理。这是由于在获得对象的方法中没有使用CF_RETURNS_RETAINED或CF_RETURNS_NOT_RETAINED注释声明，编译器无法帮助管理内存。在具体使用时候我们可以上一节的方法判断是否为非内存托管对象。

内存非托管对象使用起来有些麻烦，要根据获得所有权方法，进行相应的处理。

1. 如果一个函数名中包含Create或Copy，则调用者获得这个对象的同时也获得对象所有权，返回值Unmanaged<T>需要调用takeRetainedValue()方法获得对象。调用者不再使用对象时候，Swift代码中需要调用CFRelease函数放弃对象所有权，这是因为Swift是ARC内存管理的。

2. 如果一个函数名中包含Get，则调用者获得这个对象的同时不会获得对象所有权，返回值Unmanaged<T>需要调用takeUnretainedValue()方法获得对象。

示例代码如下：

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print?

1. let host: CFHost = CFHostCreateWithName(kCFAllocatorDefault,
2. Ê"127.0.0.1").takeRetainedValue()
3. let hostNames: CFArray = CFHostGetNames(host, nil)!.takeUnretainedValue()