iOS上如何确保主线程释放UI【转】

https://www.zhihu.com/question/280022939

1. 前言

有同学看到标题可能会疑惑,这个命题是正确的吗?有些老开发或许还能清楚的记得以前遇到因为 Block 捕获了 UI 对象,最后导致 UI 对象在子线程释放从而导致 Crash 的问题。

没错,苹果改了,我们先来做个试验!

2. 测试

UI 对象现在确定是在主线程释放了吗? 我们先构造一个简单的 Demo 来看看:

// 构建 View
@interface TestView : UIView    @end

@implementation TestView

- (void)test {}

- (void)dealloc
{
    NSLog(@"dealloc view");
}

@end

// 构建一个 ViewController
@interface TestViewController : UIViewController

@end

@implementation TestViewController

- (void)test {}

- (void)dealloc
{
    NSLog(@"dealloc viewController");
}

@end

// 在某个地方调用
TestView *view = [[TestView alloc] init];
TestViewController *vc = [[TestViewController alloc] init];

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    [view test];
    [vc test];
});

然后我们分别在这两个类的 dealloc 方法中打个断点,发现都是在主线程释放的。所以可以确定 UI 对象现在无论最后在哪个线程持有的,最终都会在主线程释放

3. 调试分析

那么接下来就是调试一下看看这个调用链是什么样的。

通过下图的调试情况可以发现:

UIView/UIViewController 都单独实现了 release 方法,在 release 到需要 dealloc 的时候,会通过 dispatch_barrier_async_f 回到主线程调用 _objc_deallocOnMainThreadHelper 方法来实现释放操作

image

到这里大概就知道是怎么做到回主线程释放 UI 对象的了,但是还有个问题就是,这里是怎么判断 release 到了 reatainCount 为 0 需要被释放了呢

image

通过调试发现,就是读取了 一个 UIView._retainCount 属性来判断的, 当 UIView._retainCount == 0 的时候,就回到主线程执行 dealloc

4 源码查找

通过上面的分析,大概了解了流程,但是还是想清楚知道怎么做到的, 既然 ObjC 源码开源的,我们就在 ObjC 源码中搜索 _objc_deallocOnMainThreadHelperdispatch_barrier_async_f 在 ObjC 源码中看一下, 找到了这个宏:

  • 1. 通过重写 -retain``-release``-_tryRetain``-retainCount``-_isDeallocating 等几个方法来重写内存管理
  • 2. 使用一个新的ivar: _rc_ivar 来记录 retainCount,对应上面我们调试中的 UIView._retainCount。 然后通过 __sync_fetch_and_add``__sync_fetch_and_sub 等编译指令实现原子访问。
#define _OBJC_SUPPORTED_INLINE_REFCNT_LOGIC_BLOCK(_rc_ivar, _logicBlock)        \
    -(id)retain {                                                               \
        /* this will fail to compile if _rc_ivar is an unsigned type */         \
        int _retain_count_ivar_must_not_be_unsigned[0L - (__typeof__(_rc_ivar))-1] __attribute__((unused)); \
        __typeof__(_rc_ivar) _prev = __sync_fetch_and_add(&_rc_ivar, 2);        \
        if (_prev < -2) { /* specifically allow resurrection from logical 0\. */ \
            __builtin_trap(); /* BUG: retain of over-released ref */            \
        }                                                                       \
        return self;                                                            \
    }                                                                           \
    -(oneway void)release {                                                     \
        __typeof__(_rc_ivar) _prev = __sync_fetch_and_sub(&_rc_ivar, 2);        \
        if (_prev > 0) {                                                        \
            return;                                                             \
        } else if (_prev < 0) {                                                 \
            __builtin_trap(); /* BUG: over-release */                           \
        }                                                                       \
        _objc_object_disposition_t fate = _logicBlock(self);                    \
        if (fate == _OBJC_RESURRECT_OBJECT) {                                   \
            return;                                                             \
        }                                                                       \
        /* mark the object as deallocating. */                                  \
        if (!__sync_bool_compare_and_swap(&_rc_ivar, -2, 1)) {                  \
            __builtin_trap(); /* BUG: dangling ref did a retain */              \
        }                                                                       \
        if (fate == _OBJC_DEALLOC_OBJECT_NOW) {                                 \
            [self dealloc];                                                     \
        } else if (fate == _OBJC_DEALLOC_OBJECT_LATER) {                        \
            dispatch_barrier_async_f(dispatch_get_main_queue(), self,           \
                _objc_deallocOnMainThreadHelper);                               \
        } else {                                                                \
            __builtin_trap(); /* BUG: bogus fate value */                       \
        }                                                                       \
    }                                                                           \
    -(NSUInteger)retainCount {                                                  \
        return (_rc_ivar + 2) >> 1;                                             \
    }                                                                           \
    -(BOOL)_tryRetain {                                                         \
        __typeof__(_rc_ivar) _prev;                                             \
        do {                                                                    \
            _prev = _rc_ivar;                                                   \
            if (_prev & 1) {                                                    \
                return 0;                                                       \
            } else if (_prev == -2) {                                           \
                return 0;                                                       \
            } else if (_prev < -2) {                                            \
                __builtin_trap(); /* BUG: over-release elsewhere */             \
            }                                                                   \
        } while ( ! __sync_bool_compare_and_swap(&_rc_ivar, _prev, _prev + 2)); \
        return 1;                                                               \
    }                                                                           \
    -(BOOL)_isDeallocating {                                                    \
        if (_rc_ivar == -2) {                                                   \
            return 1;                                                           \
        } else if (_rc_ivar < -2) {                                             \
            __builtin_trap(); /* BUG: over-release elsewhere */                 \
        }                                                                       \
        return _rc_ivar & 1;                                                    \
    }

#define _OBJC_SUPPORTED_INLINE_REFCNT_LOGIC(_rc_ivar, _dealloc2main)            \
    _OBJC_SUPPORTED_INLINE_REFCNT_LOGIC_BLOCK(_rc_ivar, (^(id _self_ __attribute__((unused))) { \
        if (_dealloc2main && !pthread_main_np()) {                              \
            return _OBJC_DEALLOC_OBJECT_LATER;                                  \
        } else {                                                                \
            return _OBJC_DEALLOC_OBJECT_NOW;                                    \
        }                                                                       \
    }))

#define _OBJC_SUPPORTED_INLINE_REFCNT(_rc_ivar) _OBJC_SUPPORTED_INLINE_REFCNT_LOGIC(_rc_ivar, 0)
#define _OBJC_SUPPORTED_INLINE_REFCNT_WITH_DEALLOC2MAIN(_rc_ivar) _OBJC_SUPPORTED_INLINE_REFCNT_LOGIC(_rc_ivar, 1)

同理,我们可以把这个宏拷贝出来,实现一个我们自己的类,做到类一定会在主线程释放。有兴趣的同学可以试试。

5 小结

本文分析了 iOS 中 UI 对象是如何实现保证在主线程释放的现象和原理。

具体苹果是从哪个系统版本还是这样支持的,我还没有去研究。

从苹果的角度来看,既然要求了 UI 对象只能主线程访问,但是 Block 捕获 UI 对象的代码真是太容易写出来了,如果有办法让 UI 对象只能在主线程释放,那么对于整体稳定性的收益绝对是巨大的。

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