简析MonoTouch工作原理

MonoTouch使用静态编译方式将代码编译为ARM二进制代码。使用MonoTouch创建的每一个应用程序都是独立的，也就是说，应用程序所需要的东西都要打包，之所以这样，是因为iPhone不允许使用共享库。MonoTouch通过绑定方式向C#公开iPhone的原生库，因而不需要在语言之间做转换。通过静态编译（Ahead-Of-Time，AOT）生成ARM二进制代码，MonoTouch应用程序就可满足发布应用程序到App Store的所有必需条件。

注意　在写本书（《MonoTouch应用开发实践指南：使用C#和.NET开发iOS应用》）的时候，许多使用MonoTouch开发的应用程序已经发布到App Store。在网站monotouch.info里有这些应用程序的完整列表，并有大量相关资源的链接。现在还可以在http://monotouch.net/Apps查看应用程序的展示。

然而，由于苹果政策和内核的限制，JIT编译的代码是不允许的。这就限制了.NET的某些领域（如CodeDOM、Reflection-Emit（尽管映射可以使用）、虚拟泛型方法、非确定性泛型和动态语言运行库（Dynamic Language Runtime，DLR））的使用。在一般情况下，大多数非UI的C#代码都可以稍做修改或不做修改就能移植到MonoTouch中。

对于刚才在MonoTouch中创建的应用程序，现在来看看它们在MonoDevelop中生成时都做了什么事情（例如在虚拟器生成一个发布版本）。

设置配置为Release | iPhoneSimulator，然后生成解决方案。生成后，在Finder中浏览工程目录。

提示　在MonoDevelop解决方案树中右击该工程，并选择Open Containing Folder就可在Finder中打开工程目录。

在Finder的工程目录依次打开以下目录：bin→iPhoneSimulator→Release。在目录中，可以看到生成的应用程序包。如果生成的是debug（调试）版本，就可在Debug目录中找到它，它在iPhone目录中而不是iPhoneSimulator目录中。在所有情况下，目标目录结构就是编译应用时生成应用程序包的形式。有一个扩展名为.app的特殊文件夹，它的作用是使应用程序看起来像单一的文件，便于部署。对于当前的应用程序，会看到文件的名字为LMT2-2.app。如果在Finder中右击该文件并选择Show Package Contents，将看到如下图所示的编译后的执行文件和应用程序所依赖的文件。

应用程序包的内容

各种DLL文件和EXE文件是剩余的元数据。此外，两个图片文件用前面的Build Action of Content，以及info.plist文件和MainWindow.nib标记。文件info.plist是一个属性列表文件，它是XML文件，包含了应用程序不同元数据构成的字典。文件MainWindow.nib是MainWindow.xib文件的二进制版本。

注意　在部署应用程序到App Store的时候，需要将.app文件压缩为zip文件和一些图片文件一起上传。

在应用程序包中，最重要的文件是LMT2-2，这是由AOT编译的，包含项目中所有的依赖项，包含MonoTouch提供的用于应用程序内管理内存的工具，是可在Unix上执行的文件。MonoTouch的内存管理与iPhone上的Objective-C不同，它是Mono垃圾收集器的一个分支版本，负责应用程序代码中所有的内存管理工作。

注意　MAC OS X中的Objective-C 2.0并没有垃圾收集器。此外，在模拟器上，MonoTouch使用JIT编译而不是AOT。

回头看看Objective-C版本的应用程序，会注意到dealloc方法会发送一个释放信息给imageView；而在MonoTouch版本中，则不需要。其原因就是因为MonoTouch有垃圾收集器，而在iPhone的Objective-C中没有。它依赖于基于引用计数（retain count）的内存管理模型。如果熟悉的话，会发现这有点儿类似于COM，至少表面上是这样。但是，UIImageView并不是一个.NET的类，怎样才能收集它呢？下面将讲述这问题。

内存管理

要了解MonoTouch如何使用原生类管理内存，首先要了解Objective-C管理内存的知识。在Objective-C中，内存管理是通过引用计数来实现的。每当创建对象时，就会向Objective-C发送一个alloc信息，然后返回对象（实际上是对象的指针，这里把引用作为对象）和它的引用计数。每发送一个引用信息给对象，对象的引用计数就会加1；而每当一个释放信息发送给对象，引用计数就会减1，当对象的引用计数为0时，内存就会释放。

注意　Objective-C的alloc和init版本的组合类似于C#中的构造函数。

此外，在许多情况下，工厂方法（factory method）模式的类只返回一个对象。在这种情况下，如果分配内存后，工厂方法在内部释放对象，那么在调用者有机会使用它之前，该对象将销毁，这时，如果工厂方法对这视而不见，并返回了该分配对象（包含引用计数），那么该对象将永远不会销毁。通过由NSAutoreleasePool类实现的自动释放池（autorelease pool），可以解决这个问题。基本上，NSAutoreleasePool会延迟对象的销毁，这样调用者就能在它销毁前使用它。在iPhone的引用计数世界中，对象会添加到自动释放池直到释放池自身发出一个遗漏（drain）信息（或释放信息）时，才会发送释放信息。只要释放池中的对象不明确地发送一个保留信息，对象就会销毁。

当任何带有引用计数为1的对象释放时，就会调用dealloc方法，这时就可以调用对象的释放方法来清理对象（即释放对象的指针）。

基于以上信息，现在探讨MonoTouch如何与原生代码交互。对于Objective-C对象，MonoTouch在主线程创建一个自动释放池和线程池线程。因此，每当线程使用Objective-C类时，MonoTouch开发人员就要创建一次自动释放池，例如，使用以下代码创建线程：

void DoSomethingOnAnotherThread ()
{
      Thread t = new Thread (DoSomething);
      t.Start ();
}

在“DoSomething”方法内要使用Objective-C对象（也就是说，从NSObject派生的任何类），都需要将代码包含在自动释放池内，如以下代码：

void DoSomething()
{
      using(var pool = new NSAutoreleasePool())
      {
           //code that touched Objective-C objects ...
      }
}

提示　如果在运行时出现“autoreleased with no pool in place—just leaking,”这样的警告，如之前所示那样将代码包含到NSAutoreleasePool中即可。

除此之外，我们发现MonoTouch在内存管理方面做得相当出色。当然，.NET对象会通过MonoTouch GC自身进行管理。需要内存管理的其他地方，可能还需要采取更精细的内存控制，或者至少清楚NSObject基类的IDisposable实现。在MonoTouch端，会发送释放信息到NSObject对象子类的实例（附带一些内部数据结构的清理），如果要销毁的是占用大量内存的对象，这非常有用，而且宜早不宜迟。对于NSAutoreleasePool，当释放信息发送到释放池时，会将释放信息发送到它内部所有的自动释放对象。

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本文节选自《MonoTouch应用开发实践指南：使用C#和.NET开发iOS应用》第2.3节“MonoTouch的工作原理”

原书名：Learning MonoTouch: A Hands-On Guide to Building iOS Applications with C# and .NET

作者：（美）Michael Bluestein 著

译者：黄灯桥　黄浩宇　译

本书系统讲解了利用MonoTouch开发iOS应用的技术和方法，并包含大量精心设计的案例，可操作性极强。它是有效指导有经验的.NET开发者利用已掌握的.NET技术快速开发iOS应用的参考书，为.NET开发者低成本地向iOS开发者过渡提供了捷径。

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