使用 Proxy 解决对象之间循环引用

循环引用（Circular Reference）是指两个对象之间相互强引用，两者无法按时释放，从而导致内存泄漏，是 iOS/macOS 开发人员经常遇见的一种内存管理问题。

这种问题的解决方式一般有两种，一是对其中一个对象设置为弱引用，二是在其中一个对象需要释放时，强制将另一个对象置空，两种方式的原理都是打破持有引用闭环。

通常来讲，这些操作不会出现什么问题，然而一些个别情况需要我们额外注意：两个对象之间都必须强引用，并且需要在一个对象 delloc 时才能释放另一个对象。

这里要特别指出一点，两个对象必须互相强引用的情况会很少，大多数有经验的开发者都会刻意避免这个情况发生。但这并不是必须的，比如我们使用 NSTime 时，或者某个 view 必须强引用它的持有者时。

这其中 NSTimer 是个典型的例子，我相信大多数人都遇见过使用 NSTimer 导致其持用对象无法释放的问题，然后不得已在某个时机提前将 timer 置空释放。我不太推荐这样的做法，因为销毁 timer 的逻辑可能分散在文件各处，难以维护，而且我们也可能忘记在特定事件中手动销毁 timer。另外假如这个 timer 只能在持有者 dealloc/deinit 时释放，你的处境会很尴尬：dealloc/deinit 不会被执行。

timer = Timer.scheduledTimer(timeInterval: 1,
                             target: self,
                             selector: #selector(handleTimer),
                             userInfo: nil,
                             repeats: true)
RunLoop.current.add(timer, forMode: .common)

@objc func handleTimer() {
}

deinit {
    timer.invalidate()  // Not work.
}

这里我会介绍一种更友好的方式处理这个问题：代理模式。

假设 A 对象持有 B 对象，当 B 对象需要持有 A 对象时，我们退一步转而让其持有 C 对象（代理对象），C 对象中包含一个弱指针指向 A 对象地址，B 对象要给 A 对象发送的所有消息均由代理对象 C 转发给 A，这样 A 与 B 之间的引用闭环会被打破。这三者之间的关系如下：

      A <-  -  -  -  -  +
      +                 |
      |
      |                 |  弱引用指针
      |
      |                 |
      | 持有
      |                 |
      |
      v                 |
      B+---------------->C
             持有

在 Foundation 框架中有一个神奇的类 NSProxy 最适合扮演代理的角色。这是一个抽象类，用来作为目标对象的替身。只要实现了它的两个方法，它本身接收到的所有消息均被转发至目标对象，太完美了，遗憾的是 Swift 并不能使用，好在我们还可以使用 NSObject 的消息转发机制去实现。

现在，我们可以自己实现一个 Proxy，取类名为 WeakProxy:

class WeakProxy: NSObject {
    
    private(set) weak var target: AnyObject?
    
    private override init() { super.init() }

    convenience init(_ target: AnyObject?) {
        self.init()
        self.target = target
    }
    
    override func forwardingTarget(for aSelector: Selector!) -> Any? {
        return target
    }
}

上面的代码中使用了一个小技巧来隐藏父类的构造器，我们只需使用其便利构造器。

最后，只需要这样一个小小的修改就可以解决 timer 的持有者无法释放的问题，我们将初始化 timer 时的 target 指定为这个代理对象，然后我们就可以在 dealloc/deinit 中释放 timer 了。

timer = Timer.scheduledTimer(timeInterval: 1,
                             target: WeakProxy(self),
                             selector: #selector(handleTimer),
                             userInfo: nil,
                             repeats: true)
RunLoop.current.add(timer, forMode: .common)

@objc func handleTimer() {
}

deinit {
    timer.invalidate()  // Work well.
}

WeakProxy 并不仅仅局限于 timer 的使用场景，剩下的各位读者可以自行发掘。