Block 循环引用(上)

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：在引用计数中，每一个对象负责维护对象所有引用的计数值。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。

以开灯为例：

图中，“需要照明的人数”即对应我们要说的引用计数值。

1. 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；
2. 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；
3. 每当有人下班离开办公室，“需要照明的人数”加减1如计数值从2变成1；
4. 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

对照明设备所做的动作	对Objective-C对象所做的动作
开灯	生成对象
需要照明	持有对
不需要照明	释放对象
	废弃对象

MRC(Manual Reference Counting)中引起应用计数变化的方法

Objective-C对象方法	说明
alloc/new/copy/mutableCopy	创建对象，引用计数加1
retain	引用计数加1
release	引用计数减1
dealloc	当引用计数为0时调用
[NSArray array]	引用计数不增加，由自动释放池管理
[NSDictionary dictionary]	引用计数不增加，由自动释放池管理

ARC(Automatic Reference Counting)中内存管理

Objective-C对象所有权修饰符	说明
__strong	对象默认修饰符，对象强引用，在对象超出作用域时失效。其实就相当于retain操作，超出作用域时执行release操作
__weak	弱引用，不持有对象，对象释放时会将对象置nil。
__unsafe_unretained	弱引用，不持有对象，对象释放时不会将对象置nil。
__autoreleasing	自动释放，由自动释放池管理对象

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引用一

 [self.teacher requestData:^(NSData *data) {
     self.name = @"case";
 }];

此种情况是最常见的循环引用导致的内存泄露了，在这里，self强引用了teacher, teacher又强引用了一个block，而该block在回调时又调用了self，会导致该block又强引用了self，造成了一个保留环，最终导致self无法释放。

self -> teacher -> block -> self

解决方法

 __weak typeof(self) weakSelf = self;
     [self.teacher requestData:^(NSData *data) {
         typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
        strongSelf.name = @"case";
     }];

通过__weak的修饰，先把self弱引用（默认是强引用，实际上self是有个隐藏的__strong修饰的），然后在block回调里用weakSelf，这样就会打破保留环，从而避免了循环引用，如下：

self -> teacher -> block -> weakSelf

注意：一般会在block回调里再强引用一下weakSelf（typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;），因为__weak修饰的都是存在栈内，可能随时会被系统释放，造成后面调用weakSelf时weakSelf可能已经是nil了，后面用weakSelf调用任何代码都是无效的。

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引用二

代码

ViewController.m

 #import "ViewController.h"
 #import "HYBAController.h"

 @interface ViewController ()

 @property (nonatomic, strong) UIButton *button;
 @property (nonatomic, strong) HYBAController *vc;

 @end

 @implementation ViewController

 - (void)goToNext {
   __weak __typeof(self) weakSelf = self;
   HYBAController *vc = [[HYBAController alloc] initWithCallback:^{
     [weakSelf.button setTitleColor:[UIColor greenColor] forState:UIControlStateNormal];
   }];
 //  self.vc = vc;
   [self.navigationController pushViewController:vc animated:YES];
 }

 - (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];

   UIButton *button = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
   [button setTitle:@"进入下一个界面" forState:UIControlStateNormal];
   button.frame = CGRectMake(, , , );
   button.backgroundColor = [UIColor redColor];
   [button setTitleColor:[UIColor yellowColor] forState:UIControlStateNormal];
   [button addTarget:self action:@selector(goToNext) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
   [self.view addSubview:button];
   self.button = button;

   self.title = @"ViewController";

 }

 @end

HYBAController.h

 #import <UIKit/UIKit.h>

 typedef void(^HYBCallbackBlock)();

 @interface HYBAController : UIViewController

 - (instancetype)initWithCallback:(HYBCallbackBlock)callback;

 @end

HYBAController.m

 #import "HYBAController.h"
 #import "HYBAView.h"

 @interface HYBAController()

 @property (nonatomic, copy) HYBCallbackBlock callbackBlock;

 @property (nonatomic, strong) HYBAView *aView;
 @property (nonatomic, strong) id currentModel;

 @end

 @implementation HYBAController

 - (instancetype)initWithCallback:(HYBCallbackBlock)callback {
   if (self = [super init]) {
     self.callbackBlock = callback;
   }

   return self;
 }

 - (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];

   self.title = @"HYBAController";
   self.view.backgroundColor = [UIColor whiteColor];

   __block __weak __typeof(_currentModel) weakModel = _currentModel;
   self.aView = [[HYBAView alloc] initWithBlock:^(id model) {
     // 假设要更新model
     weakModel = model;
 //      self.currentModel = model;
   }];
   // 假设占满全屏
   self.aView.frame = self.view.bounds;
   [self.view addSubview:self.aView];
   self.aView.backgroundColor = [UIColor whiteColor];

 }

 - (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {
   [super viewDidAppear:animated];

   NSLog(@"进入控制器：%@", [[self class] description]);
 }

 - (void)dealloc {
   NSLog(@"%@-->控制器被dealloc", [[self class] description]);
 }

 @end

HYBAView.h

 #import <UIKit/UIKit.h>

 typedef void(^HYBFeedbackBlock)(id model);

 @interface HYBAView : UIView

 - (instancetype)initWithBlock:(HYBFeedbackBlock)block;

 @end

HYBAView.m

 #import "HYBAView.h"

 @interface HYBAView ()

 @property (nonatomic, copy) HYBFeedbackBlock block;

 @end

 @implementation HYBAView

 - (void)dealloc {
   NSLog(@"dealloc: %@", [[self class] description]);
 }

 - (instancetype)initWithBlock:(HYBFeedbackBlock)block {
   if (self = [super init]) {
     self.block = block;

     UIButton *button = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
     [button setTitle:@"反馈给controller" forState:UIControlStateNormal];
     button.frame = CGRectMake(, , , );
     button.backgroundColor = [UIColor redColor];
     [button setTitleColor:[UIColor yellowColor] forState:UIControlStateNormal];
     [button addTarget:self action:@selector(feedback) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
     [self addSubview:button];
   }

   return self;
 }

 - (void)feedback {
   if (self.block) {
     // 传模型回去，这里没有数据，假设传nil
     self.block(nil);
   }
 }

 @end

以上是正常运行，不存在内存泄露的代码，下面进行细致讨论情况

场景一：Controller之间block传值

 @interface ViewController ()

 // 引用按钮只是为了测试
 @property (nonatomic, strong) UIButton *button;
 // 只是为了测试内存问题，引用之。在开发中，有很多时候我们是
 // 需要引用另一个控制器的，因此这里模拟之。
 @property (nonatomic, strong) HYBAController *vc;

 @end

 // 点击button时
 - (void)goToNext {
   HYBAController *vc = [[HYBAController alloc] initWithCallback:^{
     [self.button setTitleColor:[UIColor greenColor] forState:UIControlStateNormal];
   }];
   self.vc = vc;
   [self.navigationController pushViewController:vc animated:YES];
 }

原因:

这里形成了两个环：

• ViewController->强引用了属性vc->强引用了callback->强引用了ViewController

• ViewController->强引用了属性vc->强引用了callback->强引用了ViewController的属性button

解决方案：

不声明vc属性或者将vc属性声明为weak引用的类型，在callback回调处，将self.button改成weakSelf.button，也就是让callback这个block对viewcontroller改成弱引用。如就是改成如下，内存就可以正常释放了：

 - (void)goToNext {
   __weak __typeof(self) weakSelf = self;
   HYBAController *vc = [[HYBAController alloc] initWithCallback:^{
     [weakSelf.button setTitleColor:[UIColor greenColor] forState:UIControlStateNormal];
   }];
 //  self.vc = vc;
   [self.navigationController pushViewController:vc animated:YES];
 }

笔者尝试过使用Leaks检测内存泄露，但是全是通过，一个绿色的勾，让你以为内存处理得很好了，实际上内存并得不到释放。

针对这种场景，给大家提点建议：

在控制器的生命周期viewDidAppear里打印日志：

 - (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {
   [super viewDidAppear:animated];

   NSLog(@"进入控制器：%@", [[self class] description]);
 }

在控制器的生命周期dealloc里打印日志

 - (void)dealloc {
   NSLog(@"控制器被dealloc: %@", [[self class] description]);
 }

场景二: Controller与View之间Block传值

定义一个view，用于与Controller交互。当点击view的按钮时，就会通过block回调给controller，也就反馈到控制器了，并将对应的数据传给控制器以记录

 typedef void(^HYBFeedbackBlock)(id model);

 @interface HYBAView : UIView

 - (instancetype)initWithBlock:(HYBFeedbackBlock)block;

 @end

 @interface HYBAView ()

 @property (nonatomic, copy) HYBFeedbackBlock block;

 @end

 @implementation HYBAView

 - (void)dealloc {
   NSLog(@"dealloc: %@", [[self class] description]);
 }

 - (instancetype)initWithBlock:(HYBFeedbackBlock)block {
   if (self = [super init]) {
     self.block = block;

     UIButton *button = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
     [button setTitle:@"反馈给controller" forState:UIControlStateNormal];
     button.frame = CGRectMake(, , , );
     button.backgroundColor = [UIColor redColor];
     [button setTitleColor:[UIColor yellowColor] forState:UIControlStateNormal];
     [button addTarget:self action:@selector(feedback) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
     [self addSubview:button];
   }

   return self;
 }

 - (void)feedback {
   if (self.block) {
     // 传模型回去，这里没有数据，假设传nil
     self.block(nil);
   }
 }

 @end

HYBAController，增加了两个属性，在viewDidLoad时，创建了aView属性

 @interface HYBAController()

 @property (nonatomic, copy) HYBCallbackBlock callbackBlock;

 @property (nonatomic, strong) HYBAView *aView;
 @property (nonatomic, strong) id currentModel;

 @end

 @implementation HYBAController

 - (instancetype)initWithCallback:(HYBCallbackBlock)callback {
   if (self = [super init]) {
     self.callbackBlock = callback;
   }

   return self;
 }

 - (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];

   self.title = @"HYBAController";
   self.view.backgroundColor = [UIColor whiteColor];

   self.aView = [[HYBAView alloc] initWithBlock:^(id model) {
     // 假设要更新model
     self.currentModel = model;
   }];
   // 假设占满全屏
   self.aView.frame = self.view.bounds;
   [self.view addSubview:self.aView];
   self.aView.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
 }

 - (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {
   [super viewDidAppear:animated];

   NSLog(@"进入控制器：%@", [[self class] description]);
 }

 - (void)dealloc {
   NSLog(@"控制器被dealloc: %@", [[self class] description]);
 }

 @end

原因，形成的环：

• vc->aView->block->vc（self）

• vc->aView->block->vc.currentModel

解决的办法可以是：在创建aView时，block内对currentModel的引用改成弱引用：

 __weak __typeof(self) weakSelf = self;
 self.aView = [[HYBAView alloc] initWithBlock:^(id model) {
     // 假设要更新model
     weakSelf.currentModel = model;
 }];

很多类似这样的代码，直接使用成员变量，而不是属性，然后他们以为这样就不会引用self，也就是控制器，从而不形成环：

 self.aView = [[HYBAView alloc] initWithBlock:^(id model) {
     // 假设要更新model
     _currentModel = model;
 }];

这是错误的理解，当我们引用了_currentModel时，它是控制器的成员变量，因此也就引用了控制器。要解决此问题，也是要改成弱引用：

 __block __weak __typeof(_currentModel) weakModel = _currentModel;
 self.aView = [[HYBAView alloc] initWithBlock:^(id model) {
   // 假设要更新model
   weakModel = model;
 }];

这里还要加上__block啊！

模拟循环引用

假设下面如此写代码，是否出现内存得不到释放问题？（其中，controller属性都是强引用声明的）

 @autoreleasepool {
   A *aVC = [[A alloc] init];
   B *bVC = [[B allcok] init];
   aVC.controller = bVC;
   bVC.controller = aVC;
 }

分析：

aVC->强引用了bVC->强引用了aVC，因此形成了一个环，导致内存得不到释放。

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引用三

注意在UI中，如果一个AViewController中存在，并且存在Block属性，若AViewController不消失，则整个AViewControlller不会释放，不会打印dealloc中的东西，所以要想打印需要将AViewController push掉用导航控制器或者模态视图消失掉！

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)(void);

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

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [super viewDidAppear:animated];

    NSLog(@"进入控制器：%@", [[self class] description]);

    [self testBlock];
}

- (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];
    };

}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"%@--------->控制器被dealloc", [[self class] description]);
}

打印结果:

2018-03-04 20:57:57.890402+0800 BlockTest[2547:345760] 进入控制器：NextViewController

当有someObj持有self对象，此时的关系图如下。

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

注意：

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。

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

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。

多个对象发生循环引用

以上循环引用的情况很容易发现，因为此时Xcode就会报警告。而发生在多个对象间的时候，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
 @property (strong, nonatomic) ClassB *objB;
 @property (copy, nonatomic) block myBlock;

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

解决方法：

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

将objA对象weak，使其不在block中被持有

注：以上使用__weak打破循环的方法只在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];
     };
     objA.objA = self;
     self.myBlock();
     self.myBlock = nil;
 }