block循环引用问题

在讲block的循环引用问题之前,我们需要先了解一下iOS的内存管理机制和block的基本知识。

iOS的内存管理机制
Objective-C在iOS中不支持GC(垃圾回收)机制,而是采用的引用计数的方式管理内存。
引用计数(Reference Count):在引用计数中,每一个对象负责维护对象所有的引用的计数值,当一个新的引用指向对象时,引用计数器就递增,当去掉一个引用时,引用计数就递减,当引用计数到零时,该对象就将释放占有的资源。我们通过开关房间的灯为例来说明引用计数机制。

引用计数-1

图中,”需要照明的人数”即对应我们要说的引用计数值。第一个人进入办公室,”需要照明的人数”加1,计数值从0变为1,因此需要开灯;之后每当有人进入办公室,”需要照明的人数”就加1。如计数值从1变成2;每当有人下班离开办公室,”需要照明的人数”就减1,如计数值从2变成1;最后一个人下班离开办公室时,”需要照明的人数”减1。计数值从1变成0,因此需要关灯。

在Objective-C中,”对象”相当于办公室的照明设备,”对象的使用环境”相当于进入办公室的人。上班进入办公室的人对办公室照明设备发出的动作,与Objective-C中的对应关系如下表


i引用计数-1

使用计数功能计算需要照明的人数,使办公室的照明得到了很好的管理。同样,使用引用计数功能,对象也就能得到很好的管理,这就是Objective-C内存管理,如下图所示


引用计数-2

MRC(Manual Reference Counting)中引起引用计数变化的方法


引用计数-3

ARC(Automatic Reference Counting)中内存管理


引用计数-4

循环引用的问题
两个对象相互持有,这样就会造成循环引用,如下图所示

循环引用-1

两个对象相互持有。图中,对象A持有对象B,对象B持有对象A,相互持有,最终导致两个对象都不能释放。

block中循环引用问题
由于block会对block中的对象进行持有操作,就相当于持有了其中的对象,而如果此时block中的对象又持有了该block,则会造成循环引用。如下,

typedef void(^block)();

@property (nonatomic, copy) block myBlock;
@property (nonatomic, copy) NSString *blockString;

-(void)testBlock 
{
     self.myBlock = ^{
          //其实注释中的代码,同样会造成循环引用
          NSString *localString = self.blockString;
          //NSString *localString = _blockString;
          //[self doSomething];
     };
}

注:以下调用注释掉的代码同样会造成循环引用,因为不管是通过self.blockString 还是 _blockString,或是函数调用[self doSomething],因为只要block中用到了对象的属性或者函数,block就会持有该对象而不是该对象中的某个属性或者函数。当someObj持有self对象,此时的关系图如下


循环引用-2

当someObj对象release self对象时,self和myBlock相互引用,retainCount都为1,造成循环引用


循环引用-3

解决方法:
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.myBlock = ^{
      NSString *localString = weakSelf.blockString; 
};

使用__weak修饰self,使其在block中不被持有,打破循环引用。开始状态如下


循环引用-4

当someObj对象释放self对象时,self的retainCount为0,走dealloc,释放myBlock对象,使其retainCount也为0。


循环引用-5

其实以上循环引用的情况很容易发现,因为此时Xcode就会报警告,而发生在对象间的时候,Xcode就检测不出来了,这往往就容易被忽略。
//ClassB
@interface ClassB : NSObject
@property (strong, nonatomic) ClassA *objA;
-(void)doSomething;
@end

//ClassA
@interface ClassA : NSObject
@property (strong, nonatomic) ClassB *objB;
@property (copy, nonatomic) block myBlock;
@end

@implementation  ClassA
-(void)testBlockRetainCycle
{
      ClassB *objB = [[ClassB alloc] init];
      self.myBlock = ^ {
          [objB doSomething];
      };
      objB.objA = self;
}
@end
循环引用-6

解决方法:

-(void)testBlockRetainCycle
{
      ClassB *objB = [[ClassB alloc] init];
      __weak typeof(objB) weakObjB = objB; 
      self.myBlock = ^ {
          [weakObjB doSomething];
      };
      objB.objA = self;
}

将objB对象weak,使其不在block中被持有。
注:以上使用__weak打破循环引用的方法只在ARC下才有效,在MRC下应该使用__block或者在block执行完后,将block置nil,这样也可以打破循环引用

-(void)testBlockRetainCycle
{
      ClassB *objB = [[ClassB alloc] init];
      self.myBlock = ^ {
          [objB doSomething];
      };
      objB.objA = self;
      self.myBlock();
      self.myBlock = nil;
}

这样做的缺点是,block只会执行一次,因为block被置nil了,要再次使用的话,需要重新赋值。

一些不会造成循环引用的block
在开发工程中,发现一些同学并没有完全理解循环引用,以为只要有block的地方就会要用__weak来修饰对象,这样完全没有必要,以下几种block是不会造成循环引用的。

  • 大部分GCD方法
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{       [self doSomething];
});

因为self并没有对GCD的block进行持有,没有形成循环引用。目前我还没碰到使用GCD导致循环引用的场景,如果某种场景self对GCD的block进行了持有,则才有可能造成循环引用。

  • block并不是属性值,而是临时变量
-(void)doSomething 
{
       [self testWithBlock:^{
              [self test];
       }];
}

-(void)testWithBlock:(void(^)())block {
        block();
}

-(void)test
{
     NSLog(@“test”);
}

这里因为block只是一个临时变量,self并没有对其持有,所以没有造成循环引用。

block使用对象被提前释放
看下面例子,有这种情况,如果不只是ClassA持有myBlock,ClassB也持有了myBlock。

循环引用-7

当classA被someObj对象释放后
循环引用-8

此时,ClassA对象已经被释放,而myBlock还是被ClassB持有,没有释放;如果myBlock这时被调度,而此时ClassA已经被释放,此时访问的ClassA将是一个nil对象(使用__weak修饰,对象释放时会置为nil),而引发错误。

另一个常见错误使用是,开发者担心循环引用错误(如上所述不会出现循环引用的情况),使用__weak。比如

__weak typeof(self) weakSelf = self;
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
     [weakSelf doSomething];
});

因为将block作为参数传给dispatch_async时,系统会将block拷贝到堆上,而且block会持有block中用到的对象,因为dispatch_async并不知道block的对象会在什么时候释放,为了确保系统调度执行block中的任务时其对象没有被意外释放掉,dispatch_async必须自己retain一次对象(即self),任务完成后再release对象(即self)。但这里使用__weak,使dispatch_async没有增加self的引用计数,这使得在系统在调度执行block之前,self可能已被销毁,但系统并不知道这个情况,导致block执行时访问已经被释放的self,而达不到预期的结果。

注:如果是在MRC模式下,使用__block修饰self,则此时block访问被释放的self,则会导致crash。

//ClassA.m
-(void)test 
{
      __weak MyClass *weakSelf = self;
     double delayInSeconds = 10.0f;
     dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC));
    dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){
         NSLog(@“%@”, weakSelf);
   });
}

//ClassB.m
-(void)doSomething
{
     NSLog(@“do something”);
     ClassA *objA = [[ClassA alloc] init];
     [objA test];
}

运行结果


循环引用-9

解决方法:
对于这种场景,就不应该使用__weak来修饰对象,让dispatch_after对self进行持有,保证block执行时self还未被释放

block执行过程中对象被释放
还有一种场景,在block执行开始时self对象还未被释放,而执行过程中,self被释放了,此时访问self时,就会发生错误。对于这种场景,应该在block中对对象使用__strong修饰,使得在block期间对对象持有,block执行结束后,解除其持有。

-(void)testBlockRetainCycle
{
      ClassB *objB = [[ClassB alloc] init];
      __weak typeof(objB) weakObjB = objB;
      self.myBlock = ^ {
          __strong typeof(weakObjB) strongWeakObjB = weakObjB;
          [strongWeakObjB doSomething];
      };
      objB.objA = self
}

注:此方法只能保证在block执行期间对象不被释放,如果对象在block执行之前已经被释放了,该方法也无效。

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