Objective-C中的associated object释放时机问题

如果对象A持有对象B，B作为A的associated object，并且表面上B没有其他被强引用的地方，那么对象A被释放时，对象B一定会同时释放吗？大部分情况下是，但真有不是的时候。最近实现代码的时候不小心就碰到了这样的特殊情况。

需求

需要监听对象A释放（dealloc）并执行对象A的a方法。此时引入对象B，并作为对象A的associated object。A释放时触发B释放，在B的dealloc方法中执行A的a方法。对象B需要一个指向对象A的属性，并声明为unsafe_unretained（或assign），因为weak指针此时已经失效了。

示例代码

@interface MyObject1 : NSObject
@end

@implementation MyObject1
- (void)foo {
    NSLog(@"success");
}
@end

@interface MyObject2 : NSObject
@property (nonatomic, unsafe_unretained) MyObject1 *obj1;
@end

@implementation MyObject2
- (void)dealloc {
    [self.obj1 foo];
}
+ (instancetype)create {
    return [[self class] new];
}
@end

@implementation ViewController
+ (void)load {
    [self fun1];
}
+ (void)fun1 {
    MyObject1 *mo1 = [MyObject1 new];
    @synchronized (self) {
        MyObject2 *mo2 = [MyObject2 create];
        mo2.obj1 = mo1;
        objc_setAssociatedObject(mo1, @selector(viewDidLoad), mo2, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    }
}
@end

问题

运行时出现崩溃，unsafe_unretained指针已经野了，和预期的不一样。堆栈是这样的：

观察崩溃的堆栈，发现mo2对象是被自动释放池释放了。因为mo1对象是在函数退出时就立即释放，这样导致mo1比mo2先被销毁，mo2访问了无效指针导致了崩溃。

这个问题和@synchronized有关系，但目前我还不知道它和arc之间有什么联系。下面给出另一个case，修改一行代码就不会崩溃了：

+ (void)fun2 {
    MyObject1 *mo1 = [MyObject1 new];
    MyObject2 *mo2 = [MyObject2 create];
    @synchronized (self) {
        mo2.obj1 = mo1;
        objc_setAssociatedObject(mo1, @selector(viewDidLoad), mo2, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    }
}

实际上只是把mo2的声明移动到了@synchronized外面，堆栈变成了这样：

这时，mo2的释放发生在调用方法的结束时。

分析

使用Hooper查看汇编代码，观察fun1和fun2的不同。节选出关键部分：
fun1：

fun2：

核心在于：fun1中，创建mo2后调用了retain，fun2中，调用的则是objc_retainAutoreleasedReturnValue。

我们再来看看create方法：

关键的一行在最后，调用了objc_autoreleaseReturnValue。

关于objc_retainAutoreleasedReturnValue和objc_autoreleaseReturnValue，请移步 https://www.jianshu.com/p/2f05060fa377 。大意是，这两个方法成对出现时，可以优化掉[[obj autorelease] retain]这种骚操作。

结论

在fun1中，由于没有objc_retainAutoreleasedReturnValue，取而代之的是retain，导致对象被放入自动释放池。对于@synchronized为什么会造成不同，我还没有那么深入。

因为全局自动释放池会延迟对象的释放，如果代码非常依赖对象的释放时机则会比较危险。我认为这样做是最保险的，创建一个局部自动释放池，保证局部变量在函数结束时立即释放：

+ (void)fun3 {
    MyObject1 *mo1 = [MyObject1 new];
    @autoreleasepool {
        @synchronized (self) {
            MyObject2 *mo2 = [MyObject2 create];
            mo2.obj1 = mo1;
            objc_setAssociatedObject(mo1, @selector(viewDidLoad), mo2, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
        }
    }
}

参考资料

objc_autoreleaseReturnValue和objc_retainAutoreleasedReturnValue函数对ARC的优化 https://www.jianshu.com/p/2f05060fa377

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本文作者：三豊

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