iOS中的retain cycle

注释:本文通过查阅第三方资料整理


retain cycle的产生

  • 说到retain cycle,首先要提一下Objective-C的内存管理机制。
  • 作为C语言的超集,Objective-C延续了C语言中手动管理内存的方法,但是区分C++的极其非人道的内存管理,Objcetive-C提出了一些机制来减少内存管理的难度。比如:内存计数。
  • 在Objective-C中,凡是继承自NS Object的类都提供了两种方式,retain和release。当我们调用一个对象的retain时,这个对象的内存计数加1,反之,当我们调用release时,对象的内存计数减1,只有党对象内存计数为0时,这个对象才真正会被释放,此时,对象的delloc方法会被调用来做些内存回收前的工作。
  • 内存计数机制的好处在于我们可以明确分配一个使用权。
比如,当一个对象A要使用另外一个对象B的时候,A会`retain`B一次以表示A使用了B,
而当B被使用完毕之后,A会调用B的`release`方法来放弃使用权。
  • 这样,一个对象可以被多个其他对象使用,而作为使用他的对象,也不必关心自己之外,被使用对象的使用情况(内存方面)。一般来讲,对于类的成员变量,retain和release分别发生在赋值自身释放的时候,这个就是Obj-C程序中的经典写法:
// 头文件中:
@property (nonatomic, retain) NSObjcet *obj;

// 在.m文件里:
- (void)dealloc {
  [obj release];
  [super dealloc];
}
  • 这种方法可以很容易的管理内存,但是仍存在着一个问题,就是retain cycle
  • Retian cycle,翻译成中文大概叫“保留环”,既然父对象持有子对象,而子对象会随父对象释放而释放,那么,如果两个对象相互为父对象怎么办?
比如A和B两个对象,A持有B,B同时也持有A,按照上面的规则,
A只有B释放之后才有可能释放,同时B只有A释放了才可能释放,
当双方都在等待对方的释放时,retain cycle就形成了,
结果是,两个对象都永远不会被释放,最终内存泄漏
  • retain cycle使你编程的时候不得不注意一些问题。例如,要么尽量保持子对象引用父对象的时候使用弱引用,也就是assign
@property (nonatomic, assign) NSObject *parent;
  • 要么及时地将造成retain cycle中的一个变量设置为nil,将环break掉。
    举一个非常简单的循环引用的例子
NSMutableArray *arr1 = [NSMutableArray array];
NSMutableArray *arr2 = [NSMutableArray array];
[arr1 addObjectsFromArray:arr2];
[arr2 addobjectsFromArray:arr1];
  • 很明显,arr1和arr2都不会被释放,因为她们相互持有。
  • 也是因此,代理属性要声明为assign或者weak,那同时,block也要注意循环引用。

为什么代理要用weak或assign?

  • 我们在ViewController.h中声明一个委托,并写一个代理属性。
@protocol ViewControllerDelegate<NSObject>

@optional
- (void)method;
@end

@interface ViewController : UIViewController
@property (nonatomic, weak) id<ViewControllerDelegate> delegate;

@end
  • 然后在ViewController.m中调用代理
if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(method)]) {
    [self.delegate method];
}
  • 在SecondViewController.m中遵守协议,并成为ViewController的代理,实现代理方法
#import "SecondViewController.h"
#import "ViewController.h"

@interface SecondViewController () <ViewControllerDelegate>
@end

@implementation SecondViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    ViewController *viewVC = [[ViewController alloc] init];
    viewVC.delegate = self;
    [self.view addSubview:viewVC.view];
}

- (void)method {
    NSLog(@"method");
}
  • 上面这段代码的重点是,viewVC.delegate = self;这一行代码,这时,我们会看在ViewController中的代理属性@property (nonatomic, weak) id delegate;相当于这个id类型现在就是SecondViewController类型,换句话说,就是ViewController对SecondViewController进行了引用,这里是weak,所以是弱引用。而SecondViewController对ViewController进行了强引用。所以,如果delegate属性声明为strong,就会造成循环引用。

Block造成的引用循环

  • 在编码中,由于block可以引用外部环境,于是我们对block的使用不慎,也可能导致引用循环,下面让我们分析一下在MRC以及ARC环境下,由block所引起引用循环

<h5>MRC</h5>

  • <h6>假如我有一个manager实例,实例中有一个block的属性</h6>
  • block运行时,会隐式retain它所用刀的变量
DoSomethingManager *manager = [[DoSomethingManager alloc] init];
manager.complete = ^{
    // ... complete actions
    [manager  otherAction];
    [manager  release];
};
  • 这样子就造成manager和它的complete block相互持有,导致引用循环

  • 正确的做法应该是,block中把manager里的complete block置nil,在释放自己,就可以破坏引用循环。

DoSomethingManager *manager = [[DoSomethingManager alloc] init];
manager.complete = ^{
    // ... complete actions
    [manager otherAction];
    manager.complete = nil;
    [manager release];
}

<h5>MRC</h5>

  • ARC环境下,在block中也会引入retain cycle,只是结局方法除了上面所提到的方法外,还有别的方法解决以及预防block中retain cycle
  • 比如:在ARC中,引入了三个心的所有权修饰符
1.  __strong : 修饰的变量会自动被retain一次,并且在block中也会被retain一次
2.  __unsafe_unretained : 修饰的变量不会被retain,但在block运行中无法控制他的生命周期,可能block在运行过程中,它已经被释放了,留下一个野指针
3.  __weak : 修饰的变量一样不会被retain,它修饰的变量的生命周期同样无法被block控制,但是好在它修饰的指针指向的内存在被系统释放后,它会置nil,这样就会安全许多。
  • 在这里提一下,id类型和对象类型的所有权修饰符默认为__strong修饰符。即我们随手创建的队形,只要不特别声明,就是一个强引用。
  • 事实上,还有两个所有权修饰符——即:
1.  __autoreleasing,但是这个修饰符非本文所讨论的范围
2.  __block,等下再来讨论这个修饰符
  • 说回解决上述问题的retain cycle的新方法(ARC中):
DoSomethingManager *manager = [[DoSomethingManager alloc] init];
// manager actions
__weak DoSomethingManager *weakManager = manager;
manager.complete = ^{
    // ... complete actions
    [weakManager otherAction];
};
  • 接下来我们来看一个新的解决block中的循环引用的办法吧!(用到__block关键字)
__block DoSomethingManager *manager = [[DoSomethingManager alloc] init];
manager.coplete = ^{
    // ...complete actions
    [manager otherAction];
    manager = nil;
};
  • 如果不用ARC,manager不会在block中被retain,但是在ARC中,情况就有点复杂了。
  • 由于__block变量保存更为底层的地址,那么,当__block变量指向别的对象的时候,引发的情况就是,block不再对原来的变量负责,导致之前的对象release掉,而retain cycle就被破坏掉了。

  • 下面附上两篇关于retain cycle的好文:
  1. ARC中Retain Cycle揭秘.
  2. 内存管理,WEAK 和 UNOWNED
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