引用循环是指在对象之间互相持有对方的强引用,导致对象无法被释放,引用计数无法归0,从而造成内存泄漏的情况。解决引用循环的一种常见方法是使用弱引用。
在 Objective-C 中,可以使用 __weak 修饰符创建弱引用。弱引用不会增加对象的引用计数,当所引用的对象被销毁后,弱引用会被自动置为 nil,避免了循环引用的问题。
例如,一个对象 A 引用了一个对象 B,而对象 B 又引用了对象 A,这就构成了一个循环引用的情况。要解决这个问题,可以在对象 A 中使用弱引用来引用对象 B,如下所示:
@interface ObjectA : NSObject
@property (nonatomic, weak) ObjectB *objectB;
@end
这样,当对象 A 被释放时,它持有的对象 B 的引用计数不会被保留,因此对象 B 可以被正确释放。
强引用和弱引用
在 Objective-C 中,引用通常指一个对象的指针。强引用和弱引用是两种不同的指针类型,它们在对象的内存管理中有不同的作用。
强引用会使对象的引用计数加一,表示对象有一个强指针指向它。只要强指针存在,对象就会一直被保留在内存中。当强指针被赋值为 nil 或者超出了作用域时,引用计数会减一,如果引用计数减少到了 0,对象会被释放。
弱引用不会使对象的引用计数加一,表示对象有一个弱指针指向它。当对象的所有强引用都被释放时,即引用计数为 0 时,弱引用也会被自动置为 nil。因此,如果一个对象只被弱引用所持有,那么它会在没有强引用的情况下被自动释放。
使用弱引用的主要场景是在避免循环引用(retain cycle)时。当两个对象互相持有对方的强引用时,就会发生循环引用。这时可以将其中一个对象的引用改为弱引用,打破循环引用,避免内存泄漏。
导致循环引用的原因
代理对象和委托对象相互引用并保持强引用。
对象 A 引用了对象 B,并将自己设置为对象 B 的观察者,从而保持强引用。
父视图和子视图相互引用并保持强引用。
闭包或 block 捕获了对象并保持强引用,而闭包或 block 又被存储在对象中。
对象 A 持有了对象 B,并将对象 B 的某个属性或方法作为回调传递给对象 C,从而保持强引用。
例如:
控制器循环引用:在控制器中使用 Block 或者 delegate 的时候,由于 Block 或者 delegate 引用了控制器,而控制器也需要引用 Block 或者 delegate,就会出现循环引用的问题。
NSTimer 循环引用:在使用 NSTimer 的时候,很容易出现循环引用的问题,因为 NSTimer 强引用了它的 target 对象,而 target 对象也强引用了 NSTimer,所以需要注意在适当的时候取消 NSTimer。
委托循环引用:在使用委托模式的时候,如果委托对象持有了代理对象的强引用,而代理对象又持有委托对象的强引用,就会出现循环引用的问题。
Block 循环引用:在使用 Block 的时候,如果 Block 捕获了对象,而这些对象又持有了 Block 的强引用,就会出现循环引用的问题。
解决方法:
Block 循环引用问题:在 Block 内部访问外部变量时,需要使用 __weak 弱引用避免循环引用。
代理循环引用问题:通常使用 __weak 弱引用或者 __unsafe_unretained 关键字避免代理循环引用。
控制器循环引用问题:当两个控制器相互引用时,可以使用 __weak 弱引用或者 __unsafe_unretained 关键字解决循环引用问题。
对象之间相互引用问题:可以使用 delegate、block 等方式解决循环引用问题。另外,可以在适当的时候将其中一个对象置为 nil,断开相互引用关系。
Timer 循环引用问题:使用 NSTimer 时,需要将 target 设为一个弱引用,否则会导致循环引用。
通知循环引用问题:在添加观察者时,可以指定 object 参数为 nil,这样就不会持有任何对象,避免循环引用问题。另外,在不需要观察时,需要及时移除观察者。
注意⚠️:
在 Objective-C 中,通知(NSNotification)是强引用的。当一个对象成为通知的观察者时,NSNotificationCenter会将其加入到一个观察者列表中,并保持对该对象的强引用,直到该对象从观察者列表中移除或者通知中心被释放。因此,如果一个观察者对象不再需要接收通知,则需要显式地调用removeObserver方法,将其从观察者列表中移除,以避免潜在的内存泄漏。
__weak
在 Objective-C 中,__weak 用于定义一个弱引用,用于解决循环引用的问题。当一个对象的强引用计数为 0 时,该对象会被释放,如果存在循环引用,就会导致循环引用的对象无法被释放,进而导致内存泄漏。因此,使用 __weak 可以避免这种问题。
在 Objective-C 中,使用 __weak 关键字声明的变量会被自动设置为 nil,当引用的对象被释放时。这个机制是通过运行时系统提供的弱引用表(weak table)来实现的。
弱引用表实际上是一个哈希表,它的键是被引用的对象,值是指向 __weak 变量的指针。当一个对象被释放时,它会向弱引用表发送一个消息,告诉表格它已经被释放了。这时,弱引用表会遍历所有指向这个对象的 __weak 指针,并把它们都设置为 nil。
在实现上,当一个对象被释放时,Objective-C 的运行时环境会向这个对象对应的 weak 表发送一个清空消息,这个消息会触发运行时库内部的处理函数,该函数会遍历所有在 weak 表中记录的弱引用,将其中指向当前对象的指针置为 nil。
由于弱引用表是在运行时系统中维护的,所以对开发者来说是透明的。开发者只需要使用 __weak 关键字声明变量,编译器就会在背后自动转化为使用弱引用表实现弱引用。