iOS-底层原理30：内存管理（二）强引用分析
本文主要是通过定时器来梳理强引用的几种解决方案
强引用
假设此时有两个界面A、B，从A push 到B界面，在B界面中有如下定时器代码。当从B pop回到A界面时，发现定时器没有停止，其方法仍然在执行，为什么？
self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(fireHome) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
其主要原因是B界面没有释放，即没有执行dealloc方法，导致timer也无法停止和释放。
现在，我们从底层来深入研究，为什么B界面有了timer之后，导致B界面释放不掉，即不会走到dealloc方法。我们可以通过官方文档查看timerWithTimeInterval:target:selector:userInfo:repeats:方法中对target的描述
从文档中可以看出，timer对传入的target具有强持有，即timer持有self。由于timer是定义在B界面中，所以self也持有timer，因此 self -> timer -> self构成了循环引用
在iOS-底层原理28：Block底层原理文章中，针对循环应用提供了几种解决方式。我们我们尝试通过__weak即弱引用来解决，代码修改如下
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 target:weakSelf selector:@selector(fireHome) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
再次运行程序，进行push-pop跳转。发现问题还是存在，即定时器方法仍然在执行，并没有执行B的dealloc方法，
问题：为什么__weak不能解决强引用的问题？
解答：使用
__weak虽然打破了self -> timer -> self之前的循环引用，即引用链变成了self -> timer -> weakSelf -> self，但是
1、当前timer除了被self持有，还被加入了[NSRunLoop currentRunLoop]中
2、当前timer直接指向self的内存空间，是对内存进行强持有，而不是简单的指针拷贝。
最初引用链应该是这样的
加上weakSelf之后，变成了这样
weakSelf 与 self
对于weakSelf 和 self，主要有以下两个疑问：
1、
weakSelf会对引用计数进行+1操作吗？2、weakSelf 和 self 的
指针地址相同吗，是指向同一片内存吗？
先看下weakSelf是否会对引用计数+1
NSLog(@"%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)self));
__weak typeof(self) weakSelf = self;
NSLog(@"%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)self));
运行结果
两次结果相同，因此可以得出一个结论：
weakSelf没有对内存进行+1操作
继续打印weakSelf 和 self，以及指针地址
po weakSelf
po self
po &weakSelf
po &self
打印结果
从打印结果可以看出:
weakSelf和self内存地址是相同的，指向的是同一片内存空间；当前
self取地址和weakSelf取地址的值是不一样的，意味着有两个指针地址；
-
从上面打印可以看出，此时timer捕获的是
<LGTimerViewController: 0x7fbf1050d1a0>，是一个对象，所以无法通过weakSelf来解决强持有。即引用链关系为：NSRunLoop -> timer -> weakSelf（<LGTimerViewController: 0x7fbf1050d1a0>）。所以RunLoop对整个 对象的空间有强持有，runloop没停，timer 和 weakSelf是无法释放的； -
而我们在Block原理中提及的block的循环引用，与timer的是有区别的。通过block底层原理的方法
__Block_object_assign可知，block捕获的是对象的指针地址，即weakself 是 临时变量的指针地址，跟self没有关系，因为weakSelf是新的地址空间。所以此时的weakSelf相当于中间值。其引用关系链为self -> block -> weakSelf（临时变量的指针地址），可以通过地址拿到指针；
所以在这里，我们需要区别下block和timer循环引用的模型：
timer模型：self -> timer -> weakSelf -> self，当前的timer捕获的是B界面的内存，即vc对象的内存，即weakSelf表示的是vc对象
Block模型：self -> block -> weakSelf -> self，当前的block捕获的是指针地址，即weakSelf表示的是指向self的临时变量的指针地址
解决 强引用（强持有）
思路一：pop时在其他方法中销毁timer
根据前面的解释，我们知道由于Runloop对timer的强持有，导致了Runloop间接的强持有了self（因为timer中捕获的是vc对象）。所以导致dealloc方法无法执行。需要查看在pop时，是否还有其他方法可以销毁timer。这个方法就是didMoveToParentViewController
-
didMoveToParentViewController方法，是用于当一个视图控制器中添加或者移除viewController后，必须调用的方法。目的是为了告诉iOS，已经完成添加/删除子控制器的操作。 -
在被强持有的页面（B界面）中重写
didMoveToParentViewController方法
- (void)didMoveToParentViewController:(UIViewController *)parent{
// 无论push 进来 还是 pop 出去 正常跑
// 就算继续push 到下一层 pop 回去还是继续
if (parent == nil) {
[self.timer invalidate];
self.timer = nil;
NSLog(@"timer 走了");
}
}
思路二：中介者模式，即不使用self，依赖于其他对象
在timer模式中，我们重点关注的是fireHome能执行，并不关心timer捕获的target是谁，由于这里不方便使用self（因为会有强持有问题），所以可以将target换成其他对象，例如将target换成NSObject对象，将fireHome交给target执行
- 将timer的target 由self改成objc
//**********1、定义其他对象**********
@property (nonatomic, strong) id target;
//**********1、修改target**********
self.target = [[NSObject alloc] init];
class_addMethod([NSObject class], @selector(fireHome), (IMP)fireHomeObjc, "v@:");
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 target:self.target selector:@selector(fireHome) userInfo:nil repeats:YES];
//**********3、imp**********
void fireHomeObjc(id obj){
NSLog(@"%s -- %@",__func__,obj);
}
运行结果
运行发现执行dealloc之后，timer还是会继续执行。原因是解决了中介者的释放，但是没有解决中介者的回收，即self.target的回收。所以这种方式有缺陷。
可以通过在dealloc方法中，取消定时器来解决，代码如下
- (void)dealloc{
[self.timer invalidate];
self.timer = nil;
NSLog(@"%s",__func__);
}
运行结果如下，发现pop之后，timer释放，从而中介者也会进行回收释放
思路三：自定义封装timer
-
在初始化方法中，
定义一个timer，其target是自己。即timerWapper中的timer，一直监听自己，判断selector，此时的selector已交给了传入的target（即vc对象），此时有一个方法fireHomeWapper，在方法中，判断target是否存在-
如果
target存在，则需要让vc知道，即向传入的target发送selector消息，并将此时的timer参数也一并传入，所以vc就可以得知fireHome方法，这就是这种方式定时器方法能够执行的原因 -
如果
target不存在，已经释放了，则释放当前的timerWrapper，即打破了RunLoop对timeWrapper的强持有 （timeWrapper <-×- RunLoop）
-
-
自定义
lbh_invalidate方法中释放timer。这个方法在vc的dealloc方法中调用，即vc释放，从而导致timerWapper释放，打破了vc对timeWrapper的的强持有（vc -×-> timeWrapper）
//*********** .h文件 ***********
@interface LBHTimerWapper : NSObject
- (instancetype)lbh_initWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo;
- (void)lbh_invalidate;
@end
//*********** .m文件 ***********
#import "LBHTimerWapper.h"
#import <objc/message.h>
@interface LBHTimerWapper ()
@property(nonatomic, weak) id target;
@property(nonatomic, assign) SEL aSelector;
@property(nonatomic, strong) NSTimer *timer;
@end
@implementation LBHTimerWapper
- (instancetype)lbh_initWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo{
if (self == [super init]) {
//传入vc
self.target = aTarget;
//传入的定时器方法
self.aSelector = aSelector;
if ([self.target respondsToSelector:self.aSelector]) {
Method method = class_getInstanceMethod([self.target class], aSelector);
const char *type = method_getTypeEncoding(method);
//给timerWapper添加方法
class_addMethod([self class], aSelector, (IMP)fireHomeWapper, type);
//启动一个timer，target是self，即监听自己
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:ti target:self selector:aSelector userInfo:userInfo repeats:yesOrNo];
}
}
return self;
}
//一直跑runloop
void fireHomeWapper(LBHTimerWapper *wapper){
//判断target是否存在
if (wapper.target) {
//如果存在则需要让vc知道，即向传入的target发送selector消息，并将此时的timer参数也一并传入，所以vc就可以得知`fireHome`方法，就这事这种方式定时器方法能够执行的原因
//objc_msgSend发送消息，执行定时器方法
void (*lg_msgSend)(void *,SEL, id) = (void *)objc_msgSend;
lg_msgSend((__bridge void *)(wapper.target), wapper.aSelector,wapper.timer);
}else{
//如果target不存在，已经释放了，则释放当前的timerWrapper
[wapper.timer invalidate];
wapper.timer = nil;
}
}
//在vc的dealloc方法中调用，通过vc释放，从而让timer释放
- (void)lbh_invalidate{
[self.timer invalidate];
self.timer = nil;
}
- (void)dealloc
{
NSLog(@"%s",__func__);
}
@end
timerWapper的使用
//定义
self.timerWapper = [[LBHTimerWapper alloc] lbh_initWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(fireHome) userInfo:nil repeats:YES];
//释放
- (void)dealloc{
[self.timerWapper lbh_invalidate];
}
运行结果
这种方式看起来比较繁琐，步骤很多，而且针对timerWapper，需要不断的添加method，需要进行一系列的处理
思路四：利用NSProxy虚基类的子类
可以通过NSProxy虚基类，可以交给其子类实现，NSProxy的介绍在iOS-底层原理28：Block底层原理已经介绍过了，这里不再重复
首先定义一个继承自NSProxy的子类
//************NSProxy子类************
@interface LBHProxy : NSProxy
+ (instancetype)proxyWithTransformObject:(id)object;
@end
@interface LBHProxy()
@property (nonatomic, weak) id object;
@end
@implementation LBHProxy
+ (instancetype)proxyWithTransformObject:(id)object{
LBHProxy *proxy = [LBHProxy alloc];
proxy.object = object;
return proxy;
}
// 仅仅添加了weak类型的属性还不够，为了保证中间件能够响应外部self的事件，需要通过消息转发机制，让实际的响应target还是外部self，这一步至关重要，主要涉及到runtime的消息机制。
// 转移
// 强引用 -> 消息转发
-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
return self.object;
}
@end
调用代码
@interface LGTimerViewController ()
@property (nonatomic, strong) LBHProxy * proxy;
@property (nonatomic, strong) NSTimer * timer;
@end
@implementation LGTimerViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 创建虚基类代理
self.proxy = [LBHProxy proxyWithTransformObject: self];
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 target:self.proxy selector:@selector(fireHome) userInfo:nil repeats:YES];
}
- (void)fireHome{
NSLog(@"hello word" ); // 调用
}
- (void)dealloc{
// 释放
[self.timer invalidate];
NSLog(@"%s",__func__);
}
@end
这样做的主要目的是将强引用的注意力转移成了消息转发。虚基类只负责消息转发，即使用NSProxy作为中间代理、中间者
这里有个疑问，定义的proxy对象，在dealloc释放时，还存在吗？
proxy对象会正常释放，因为vc正常释放了，所以可以释放其持有者，即timer和proxy，timer的释放也打破了runLoop对proxy的强持有。完美的达到了两层释放，即 vc -×-> proxy <-×- runloop，解释如下：
-
vc释放，导致了proxy的释放
-
dealloc方法中，timer进行了释放，所以runloop强引用也释放了
