NSTimer,NSRunLoop,autoreleasepoo
引言
NSTimer内存泄漏真的是因为vc与timer循环引用吗？不是！
小伙伴们都知道，循环引用会造成内存泄漏，所谓循环引用无非就是强指针连成一个圈。但是，没连成圈的强指针引用同样可能造成内存泄漏，如NSTimer
注意：timer内存泄漏，部分童鞋认为是vc与timer循环引用造成的，这种说法是错误的！
正文
- 内存泄漏
NSTimer内存泄漏的坑很多人都遇到过，为避免内存泄漏，部分童鞋是这么做的：
- (void)dealloc {
[_timer invalidate];
}
更有甚者是这么做的：
- (void)dealloc {
[_timer invalidate];
_timer = nil;
}
然而并没有什么...用！
通常会这么写：
@interface NSTimerExample ()
@property (nonatomic, weak) NSTimer *timer0;
@property (nonatomic, weak) NSTimer *timer1;
@end
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
{
NSTimer *one = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.f target:self selector:@selector(tick:) userInfo:@"timer0" repeats:YES];
_timer0 = one;
}
}
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo
这句代码timer会强引用target，即timer强引用vc，然而vc并没有强引用timer，哪来的vc与timer循环引用？但是，如果vc没有强引用timer，timer是如何存活的？
其实，上句代码默认将timer加入到currentRunLoop中，currentRunLoop会强引用timer，而currentRunLoop就是mainRunLoop，mainRunLoop一直存活，所以timer可以存活
如，我们还会显式的这么写（这种runloop模式，在scrollview滑动时同样可以工作）：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
{
NSTimer *one = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.f target:self selector:@selector(tick:) userInfo:@"timer1" repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:one forMode:NSRunLoopCommonModes];
_timer1 = one;
}
}
回到问题，为啥vc的dealloc方法进不去？
关系图.png
从以上关系图可见，只要runLoop存活，vc必然存活，所以vc的dealloc方法自然就不会执行。因此，将timer的销毁方法放在dealloc中必然造成内存泄漏！
基于这种关系链，只要销毁两条线中的任意一条，就不会出现内存泄漏
所以出现了这种方案：
- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
[super viewWillAppear:animated];
NSTimer *one = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.f target:self selector:@selector(tick:) userInfo:@"timer0" repeats:YES];
_timer0 = one;
}
- (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated {
[super viewWillDisappear:animated];
[_timer0 invalidate];
}
这样做简单粗暴，直接将两条线都销毁，确实没有内存泄漏，可以满足部分场景。但是如果在这个vc基础上push一个新vc，而原vc的定时器还要继续工作，这种方案显然无法满足需求。
虽然NSRunLoop提供了addTimer接口，但是并没有提供removeTimer接口，显然，runLoop与timer这条线无法直接销毁，所以只能从vc与timer持有关系入手。
(CFRunLoopRef有这种接口)
CF_EXPORT void CFRunLoopAddTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef timer, CFRunLoopMode mode);
CF_EXPORT void CFRunLoopRemoveTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef timer, CFRunLoopMode mode);
思路很简单，以NSProxy为基类，创建一个weak proxy类，弱引用target即可，关系图如下：
新关系图.png
proxy弱引用vc，所以vc可以释放，当vc执行dealloc，在dealloc内部销毁timer即可
proxy可以这么写：
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface JKWeakProxy : NSProxy
@property (nonatomic, weak, readonly) id target;
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
@implementation JKWeakProxy
- (instancetype)initWithTarget:(id)target {
_target = target;
return self;
}
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
return [[self alloc] initWithTarget:target];
}
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
return [_target methodSignatureForSelector:sel];
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
if ([_target respondsToSelector:invocation.selector]) {
[invocation invokeWithTarget:_target];
}
}
- (NSUInteger)hash {
return [_target hash];
}
- (Class)superclass {
return [_target superclass];
}
- (Class)class {
return [_target class];
}
- (BOOL)isKindOfClass:(Class)aClass {
return [_target isKindOfClass:aClass];
}
- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)aClass {
return [_target isMemberOfClass:aClass];
}
- (BOOL)conformsToProtocol:(Protocol *)aProtocol {
return [_target conformsToProtocol:aProtocol];
}
- (BOOL)isProxy {
return YES;
}
- (NSString *)description {
return [_target description];
}
- (NSString *)debugDescription {
return [_target debugDescription];
}
@end
此时代码只要这样写就可以了：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
{
JKWeakProxy *proxy = [JKWeakProxy proxyWithTarget:self];
NSTimer *one = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.f target:proxy selector:@selector(tick:) userInfo:@"proxyTimer0" repeats:YES];
_proxyTimer0 = one;
}
}
- (void)dealloc {
[_proxyTimer0 invalidate];
}
到这里，timer内存泄漏的坑已经完美解决。
再简单说说timer与runloop的组合使用
- NSTimer && NSRunLoop && autoreleasepool && 多线程
前面已经说过如何在scrollview滑动时，让timer继续工作
NSTimer *one = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.f target:self selector:@selector(tick:) userInfo:@"timer1" repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:one forMode:NSRunLoopCommonModes];
_timer1 = one;
简单说下NSRunLoopCommonModes，NSRunLoopCommonModes是一种伪模式，它表示一组runLoopMode的集合，具体包含：NSDefaultRunLoopMode、NSTaskDeathCheckMode、UITrackingRunLoopMode。由于含有UITrackingRunLoopMode，所以可以在滑动时继续工作。
多线程中又是如何使用timer的呢？
{
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
JKWeakProxy *proxy = [JKWeakProxy proxyWithTarget:self];
NSTimer *one = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.f target:proxy selector:@selector(tick:) userInfo:@"dispatchTimer0" repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] run];
_dispatchTimer0 = one;
});
}
多线程中需要显示启动runloop，为啥？
我们无法主动创建runloop，只能通过[NSRunLoop currentRunLoop]、CFRunLoopGetCurrent()，[NSRunLoop mainRunLoop]、CFRunLoopGetMain()来获取runloop。除主线程外，子线程创建后并不存在runloop，主动获取后才有runloop。当子线程销毁，runloop也随之销毁。
上句代码为，获取子线程的runloop，并开启runloop，所以timer才可以正常运行。而在主线程中，mainRunLoop已经在程序运行时默认开启，所以不需要显示启动runloop。
问题又来了，runloop开启后，timer会一直在子线程中运行，所以子线程不会销毁，因此runloop无法自动停止，这似乎又是个死循环。既然无法自动停止，可以选择其他方式停止runloop
- runUntilDate
{
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
JKWeakProxy *proxy = [JKWeakProxy proxyWithTarget:self];
NSTimer *one = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.f target:proxy selector:@selector(tick:) userInfo:@"dispatchTimer0" repeats:YES];
// [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
NSDate *date = [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:5.f];
[[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:date];
_dispatchTimer0 = one;
});
}
这样可以让runloop在5s后销毁，但是如果销毁时间不确定怎么办？
这涉及到runloop的运行机制：
runloop在指定mode模式下运行，每种mode至少要有一个mode item，如果runloop在某种mode模式下不含mode item，那么runloop直接退出。mode item有3种，分别为: Source/Timer/Observer，它们对应CFRunLoopSourceRef/CFRunLoopTimerRef/CFRunLoopObserverRef。Source为事件源，Timer为时间触发器，Observer为观察者。
OK，了解这些之后现在可以销毁子线程了
- invalidate
如果runloop在某种特停情况下要退出，由于上述代码runloop的mode item只有Timer，所以只要销毁timer，runloop就会退出
[_timer invalidate];
- NSTimer并非真实的时间机制
什么意思？即NSTimer并非基于我们现实生活中的物理时间。似乎还不是太好懂，可以从以下几点理解：
- timer需要在某种特定的runLoopMode下运行，如果当前mode为非指定mode，timer不会被触发，直到mode变成指定mode，timer开始运行
- 如果在指定mode下运行，但timer触发事件的时间点runloop刚好在处理其他事件，timer对应的事件不会被触发，直到下一次runloop循环
- 如果timer设置精度过高，由于runloop可能存在大量mode item，timer精度过高极有可能timer对应处理事件时间点出现误差（精度最好不超过0.1s）
Tip: runloop的内部是通过dispatch_source_t和mach_absolute_time()控制时间的，因此要实现精确的定时器，应使用dispatch_source_t或者mach_absolute_time()。CADisplayLink在某种程度上也可以当做定时器，但与NSTimer一样，并不准确。由于默认刷新频率与屏幕相同，因此可以用来检测FPS
- autoreleasepool
既然说到runloop，简单说下autoreleasepool。runloop会默认创建autoreleasepool，在runloop睡眠前或者退出前会执行pop操作
autoreleasepool的简单应用
NSLog(@"begin");
for (NSUInteger i = 0; i < 10000; i++) {
NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"hello %zd", i];
NSLog(@"%@", str);
}
NSLog(@"end");
before.gif
可以看到，内存一直在增加，并且for循环结束后，内存仍然不会释放
可以将代码加上autoreleasepool：
NSLog(@"begin");
for (NSUInteger i = 0; i < 10000; i++) {
@autoreleasepool {
NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"hello %zd", i];
NSLog(@"%@", str);
}
}
NSLog(@"end");
after.gif
可以看到，内存几乎没有变化
