iOS常见内存泄漏及解决方案

iOS已经有了ARC（自动引用计数）来替代MRC（手动引用计数），申请的对象在没有被强引用时会自动释放。但在编码不规范的情况下，引用计数无法及时归零，还是会存在引入内存泄露的风险。熟悉内存泄漏场景、养成避免内存泄露的习惯是十分重要的。下面介绍一些iOS常见内存泄漏及解决方案。

1. block引起的循环引用

block引入的循环引用是最常见的一类内存泄露问题。常见的引用环是对象->block->对象，此时对象和block的引用计数均为1，无法被释放。

[self.contentView setActionBlock:^{
    [self doSomething];
}];

例子代码中，self强引用成员变量contentView，contentView强引用actionBlock，actionBlock又强引用了self，引入内存泄露问题。

image.png

解除循环引用，就是解除强引用环，需要将某一强引用替换为弱引用。如：

__weak typeof(self) weakSelf = self;
[self.contentView setActionBlock:^{
    __strong typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
    [strongSelf doSomething];
}];

此时actionBlock弱引用self，循环引用被打破，可以正常释放。

image.png

或者使用RAC提供的更简便的写法：

@weakify(self);
[self setTaskActionBlock:^{
    @strongify(self);
    [self doSomething];
}];

需要注意的是，可能和block存在循环引用的不仅仅是self，所有实例对象都有可能存在这样的问题，而这也是开发过程中很容易忽略的。比如

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    Cell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:@"identifer"];
    @weakify(self);
    cell.clickItemBlock = ^(CellModel * _Nonnull model) {
        @strongify(self);
        [self didSelectRowMehod:model tableView:tableView];
    };
    return cell;
}

这个例子中，self和block之间的循环引用被打破，self可以正常释放了，但是需要注意的是还存在一条循环引用链：tableView强引用cell，cell强引用block，block强引用tableView。这同样会导致tableView和cell无法释放。

image.png

正确的写法为：

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    Cell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:@"identifer"];
    @weakify(self);
    @weakify(tableView);
    cell.clickItemBlock = ^(CellModel * _Nonnull model) {
        @strongify(self);
        @strongify(tableView);
        [self didSelectRowMehod:model tableView:tableView];
    };
    return cell;
}

image.png

2. delegate引起的循环引用

@protocol TestSubClassDelegate <NSObject>

- (void)doSomething;

@end

@interface TestSubClass : NSObject

@property (nonatomic, strong) id<TestSubClassDelegate> delegate;

@end

@interface TestClass : NSObject <TestSubClassDelegate>

@property (nonatomic, strong) TestSubClass *subObj;

@end

上述例子中，TestSubClass对delegate使用了strong修饰符，导致设置代理后，TestClass实例和TestSubClass实例相互强引用，造成循环引用。大部分情况下，delegate都需要使用weak修饰符来避免循环引用。

3. NSTimer强引用

self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(doSomething) userInfo:nil repeats:YES];
[NSRunLoop.currentRunLoop addTimer:self.timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

NSTimer实例会强引用传入的target，就会出现self和timer的相互强引用。此时必须手动维护timer的状态，在timer停止或view被移除时，主动销毁timer，打破循环引用。

解决方案1：换用iOS10后提供的block方式，避免NSTimer强引用target。

@weakify(self);
self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
    @strongify(self);
    [self doSomething];
}];

解决方案2：使用NSProxy解决强引用问题

// WeakProxy
@interface TestWeakProxy : NSProxy

@property (nullable, nonatomic, weak, readonly) id target;

- (instancetype)initWithTarget:(id)target;

+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;

@end

@implementation TestWeakProxy

- (instancetype)initWithTarget:(id)target {
    _target = target;
    return self;
}

+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
    return [[TestWeakProxy alloc] initWithTarget:target];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
    if ([self.target respondsToSelector:[invocation selector]]) {
        [invocation invokeWithTarget:self.target];
    }
}

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    return [self.target methodSignatureForSelector:aSelector];
}

- (BOOL)respondsToSelector:(SEL)aSelector {
    return [self.target respondsToSelector:aSelector];
}

@end

// 调用
self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:[TestWeakProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(doSomething) userInfo:nil repeats:YES];

4. 非引用类型内存泄漏

ARC的自动释放是基于引用计数来实现的，只会维护oc对象。直接使用C语言malloc申请的内存，是不被ARC管理的，需要手动释放。常见的如使用CoreFoundation、CoreGraphics框架自定义绘图、读取文件等操作。
如通过CVPixelBufferRef生成UIImage：

CVPixelBufferRef pixelBuffer = CMSampleBufferGetImageBuffer(sampleBuffer);
CIImage* bufferImage = [CIImage imageWithCVPixelBuffer:pixelBuffer];
CIContext *context = [CIContext contextWithOptions:nil];
CGImageRef frameCGImage = [context createCGImage:bufferImage fromRect:bufferImage.extent];
UIImage *uiImage = [UIImage imageWithCGImage:frameCGImage];
CGImageRelease(frameCGImage);
CFRelease(sampleBuffer);

5. 延迟释放问题

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(20 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    [self doSomething];
});

上述例子中，使用dispatch_after延迟20秒后执行doSomething方法。这并不会造成self对象的内存泄漏问题。但假设self是一个UIViewController，即使self已经从导航栈中移除，不需要再使用了，self也会在block执行后才会被释放，造成业务上出现类似内存泄露的现象。
在这种长时间的延时执行中，最好也加入weakify-strongify对，避免强持有。

@weakify(self);
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(20 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    @strongify(self);
    [self doSomething];
});