iOS 关于循环引用的那些事

作者: 笔头还没烂 | 来源:发表于2023-06-23 14:06 被阅读0次

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循环引用的概念：即对象之间互相引用，造成彼此都不能被释放。
示例代码：
我们先把代码的大体框架准备好。

我们先新建一个继承自 UIViewController 的控制器类 BlockTestViewController。

工程创建好之后 Main StoryBoard 已经存在一个 View Controller，它是应用程序启动时的初始视图控制器。我们将它对应的类改为 BlockTestViewController。

首先，我们在 Main StoryBoard 拖入一个 Navigation Controller，它会自带一个 Table View Controller，并且该 Table View Controller 会作为 Navigation Controller 的 Root View Controller。

我们选中 Navigation Controller 并勾选 Is Initial View Controller。这样，在应用程序启动时，Navigation Controller 会作为初始视图控制器显示在屏幕上。

然后，我们在 Table View Controller 的 Navigation Bar 的右边添加一个 Right Bar Button Item，选中它按住 Control 键拖向 BlockTestViewController，在弹出的菜单中选择 Show。这样，当点击这个Right Bar Button Item，应用程序就会跳转显示 BlockTestViewController。

控制器的关系图如下所示：

MainStoryBoard.png

接着，我们新建一个网络层 Network Tool 类

NetworkTool.h 文件代码如下：

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface NetworkTool : NSObject

- (void)loadData:(void(^)(NSString *))finished;

@end

NetworkTool.m 文件代码如下：

#import "NetworkTool.h"

@interface NetworkTool ()
@property (nonatomic,copy) void(^finishedBlock)(NSString *);
@end

@implementation NetworkTool

- (void)loadData:(void(^)(NSString *))finished {
    self.finishedBlock = finished;
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSLog(@"耗时操作");
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"准备回调");
            [self handleBlock];
        });
    });
}

- (void)handleBlock {
    if (self.finishedBlock != nil) {
        self.finishedBlock(@"hello...");
    }
}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"网络工具类 88");
}

@end

上面是网络层的代码。我们通过 loadData: 方法模拟数据加载的过程，当数据加载完成之后，通过 block 参数将加载后得到的结果回调用调用方。

我们添加了一个 Block 属性，Block 属性一般用 copy 修饰。用来记录传进来的 Block。这里 Network Tool 强引用着 Block。

我们还添加了 dealloc 方法，如果 Network Tool 对象被释放，这个方法就会被执行，控制台会打印 “网络工具类 88”。以此来检验是否有循环引用的问题。

回到我们的 BlockTestViewController 类。我们在 BlockTestViewController 类通过调用 Network Tool 对象来完成数据加载。代码如下：

#import "BlockTestViewController.h"
#import "NetworkTool.h"

@interface BlockTestViewController ()
@property (nonatomic,strong) NetworkTool *networkTool;
@end

@implementation BlockTestViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.view.backgroundColor = [UIColor yellowColor];
    [self demo1];
}

- (void)demo1 {
    self.networkTool = [[NetworkTool alloc] init];
    [self.networkTool loadData:^(NSString * str) {
        NSLog(@"%@ -- %@",str,self.view);
    }];
}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"控制器 88");
}

@end

通过代码可以看到，控制器强引用着 NetworkTool 对象。

而 Block 中执行回调的代码是打印 self.view。可以看到 Block 强引用着 self ，即 Block 强引用着控制器。

到此，类与类之间的关系如下图所示：

LoopReference.png

当我们点击Right Bar Button Item，BlockTestViewController控制器显示，我们再点返回按钮，控制器并没有销毁。Network Tool 的 dealloc 方法也没有走。至此，循环引用现象产生。

解决方法：

打破循环引用链条中的其中一环。

示例1：我们可以将 NetworkTool 从强引用的属性形式改成局部变量。当 demo2 方法执行完之后， Network Tool 被释放。

代码如下：

#import "BlockTestViewController.h"
#import "NetworkTool.h"

@interface BlockTestViewController ()
@property (nonatomic,strong) NetworkTool *networkTool;
@end

@implementation BlockTestViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.view.backgroundColor = [UIColor yellowColor];
    
    [self demo2];
}
//这段代码会有循环引用的问题
- (void)demo1 {
    self.networkTool = [[NetworkTool alloc] init];
    [self.networkTool loadData:^(NSString * str) {
        NSLog(@"%@ -- %@",str,self.view);
    }];
}
//将 NetworkTool 从强引用的属性形式改成 局部变量
- (void)demo2 {
    NetworkTool *networkTool = [[NetworkTool alloc] init];
    [networkTool loadData:^(NSString * str) {
        NSLog(@"%@ -- %@",str,self.view);
    }];
}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"控制器 88");
}
@end

当返回按钮被点击，控制台打印如下：

2023-06-24 11:00:19.740285+0800 Block演练[50889:10916802] 耗时操作

2023-06-24 11:00:21.744836+0800 Block演练[50889:10916542] 准备回调

2023-06-24 11:00:21.747016+0800 Block演练[50889:10916542] hello... -- <UIView: 0x12a10b9c0; frame = (0 0; 393 852); autoresize = W+H; backgroundColor = UIExtendedSRGBColorSpace 1 1 0 1; layer = <CALayer: 0x600002adf460>>

2023-06-24 11:00:21.747359+0800 Block演练[50889:10916802] 网络工具类 88

2023-06-24 11:00:21.747609+0800 Block演练[50889:10916542] 控制器 88

可以看到，网络工具类和控制器都能正常被销毁了。

示例2 ：使用 __weak 或者 __unsafe_unretained 来打破循环链条。

代码如下：

#import "BlockTestViewController.h"
#import "NetworkTool.h"

@interface BlockTestViewController ()
@property (nonatomic,strong) NetworkTool *networkTool;
@end

@implementation BlockTestViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.view.backgroundColor = [UIColor yellowColor];
    
    [self demo3];
}
//这段代码会有循环引用的问题
- (void)demo1 {
    self.networkTool = [[NetworkTool alloc] init];
    [self.networkTool loadData:^(NSString * str) {
        NSLog(@"%@ -- %@",str,self.view);
    }];
}
//将 NetworkTool 从强引用的属性形式改成 局部变量
- (void)demo2 {
    NetworkTool *networkTool = [[NetworkTool alloc] init];
    [networkTool loadData:^(NSString * str) {
        NSLog(@"%@ -- %@",str,self.view);
    }];
}
//使用 __weak 或者 __unsafe_unretained 来打破循环链接
- (void)demo3 {
    self.networkTool = [[NetworkTool alloc] init];
    //方式一
//    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    //方式二：
    __unsafe_unretained typeof(self) weakSelf = self;
    [self.networkTool loadData:^(NSString * str) {
        NSLog(@"%@ -- %@",str,weakSelf.view);
    }];
}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"控制器 88");
}

@end

通过 __weak 或者 __unsafe_unretained 都能解决循环引用的问题，那它们到底有什么区别？

实际上， __unsafe_unretained 是 iOS 4.0 版本推出的；而 __weak 是iOS 5.0 版本推出的。我们通过修改耗时操作的代码，就能看出他们之间的区别。

在 Network Tool 的 loadData: 方法中添加一行代码，

[NSThread sleepForTimeInterval:2.0];

如下所示：

- (void)loadData:(void(^)(NSString *))finished {
    self.finishedBlock = finished;
    
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSLog(@"耗时操作");
        [NSThread sleepForTimeInterval:2.0];
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"准备回调");
            
            [self handleBlock];
        });
        
    });
}

因为我们并不能保证耗时操作会顺利执行完，所以我们模拟它加载2秒。

当我们点击 Right Bar Button Item 之后，控制器显示。在任务还没执行完的情况下，我们点返回按钮，可以看到，此时控制器因为是 __weak 或者 __unsafe_unretained 修饰，所以控制器被释放了。这时当 Block 执行回调时，因为Block 引用了控制器，而控制器已经被销毁了。所以用 __weak 修饰的控制器，控制台会打印 nil；而用 __unsafe_unretained 修饰的控制器，则会有闪退的问题，报错信息是：

Thread 1: EXC_BAD_ACCESS (code=1, address=0x20)

这是 MRC 中最经典的错误，没有之一。意思是坏内存访问。即对象已经被释放掉了，仍然访问该对象的地址导致的错误。

至此，可以看出 __weak 或者 __unsafe_unretained 之间的区别：

//方式一:下面这行代码，返回按钮在任务没执行完的情况下被点击，控制器被回收，控制器的内存地址会被置为 nil。
//    __weak typeof(self) weakSelf = self;
//方式二：下面这行代码，返回按钮在任务没执行完的情况下被点击，控制器被回收，控制器内存地址不变。再次访问控制器会出现野指针的问题。
__unsafe_unretained typeof(self) weakSelf = self;

所以，一般建议使用 __weak 来代替 __unsafe_unretained ，因为 __weak 更安全。

在开发中，你或许还能看到这样的代码：

//使用 __weak 或者 __unsafe_unretained 来打破循环链接
- (void)demo3 {
    self.networkTool = [[NetworkTool alloc] init];
    //方式一
//    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    //方式二：
    __unsafe_unretained typeof(self) weakSelf = self;
    [self.networkTool loadData:^(NSString * str) {
        __strong typeof(self) strongSelf = weakSelf;
        NSLog(@"%@ -- %@",str,strongSelf.view);
    }];
}

上面的代码使用了 __strong 来修饰。实际上，__strong 是因为很多人这么写，大家形成了套路也跟着这么写，但基本没有做深究，仅此而已。实际上__strong 没啥作用，用 __unsafe_unretained 修饰后再用 __strong 指向它，还是会出现野指针问题。用 __weak 修饰的控制器在返回按钮点击后，还是会在任务没执行完的情况下被释放。

所以，目前来看，下面这句代码实际上是个棒锤。

__strong typeof(self) strongSelf = weakSelf;

附上 github Demo 地址：https://github.com/linguoqun2017/iOSLoopReference.git

以上，感谢阅读！

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