深入浅出了解NSTimer循环引用的原因
2018-09-12 本文已影响128人
Pusswzy
NSTimer产生循环引用的原因
我们首先看下NSTimer的初始化方法
+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo;
+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo;
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
timerWithTimeInterval创建出来的timer无法立刻使用，需要添加到NSRunloop中才可以正常工作
「After creating it， you must add the timer to a run loop manually by calling the addTimer:forMode: method of the corresponding NSRunLoop object。」
scheduledTimerWithTimeInterval创建出来的runloop已经被添加到当前线程的currentRunloop中来了。
「Schedules it on the current run loop in the default mode。」
NSTimer与runloop的关系暂时不在本文详谈。我们先关注下timer为何会容易产生循环引用。 NSTimer会强引用target，等到自身'失效'时再释放此对象。
我们先假设开发中一个最常见的场景
#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, strong) NSTimer *timer;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad
{
self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(doSomething) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}
- (void)doSomething
{
NSLog(@"%s", __func__);
}
- (void)dealloc
{
[self.timer invalidate];
self.timer = nil;
}
控制器中有一个timer属性，且timer的target是该控制器。如图两者之间会形成一个retain cycle。
retain cycle
在不主动释放timer的前提下，那么控制器会一直强引用着timer，timer内部的target也强引用着控制器，控制器的引用计数永远不会为0。这种内存泄漏问题尤其严重，因为timer还在不断的执行着轮询任务，很容易导致其它的内存泄漏问题。
几种不太好的解决方案
1.在dealloc中对timer进行释放
很多人都会在控制器的dealloc方法中写如下代码
- (void)dealloc
{
[self.timer invalidate];
self.timer = nil;
}
认为在控制器销毁的时候顺便销毁timer，这样一来就万无一失了，殊不知因为循环引用dealloc方法根本没有执行。
2.在- (void)viewDidDisappear:(BOOL)animated中对timer进行释放
这种方式在平时开发中是比较是比较常见的且有效的，但是我认为有几点不好
- 如果当前控制器是在导航控制器的栈中，那么无论push/pop都会调用- (void)viewDidDisappear:(BOOL)animated 需要在该方法中判断
- (void)viewDidDisappear:(BOOL)animated
{
if (self.navigationController == nil) {
[self.timer invalidate];
self.timer = nil;
}
}
- 如果当前类的跳转方式是modal呢？或者说当前类并不是ViewController的子类,那么该如何判断呢？
最好的办法是让timer跟当前类的生命周期绑定在一起，自动化的进行释放，减少非必要的代码书写。
3.使用weakSelf
很多人回想如果把传入target的引用改为弱引用，这样一来引用线在timer指向当前类就断掉了，引用换就无法形成闭环,那么就不会形成循环引用了。
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:weakSelf selector:@selector(doSomething) userInfo:nil repeats:YES];
其实这是一个非常容易出错的想法，传参跟使用block是两个完全不同的概念!!
weakSelf最多使用的场景是在block内部中使用，block内部的机制会根据捕获的对象变量的指针类型(__weak, __strong)进行强引用或弱引用.
但是参数传递的本质是将参数的地址传过去。无论是self或者是weakSelf，本质都是一个地址。所以该方法无效。
4.不使用属性
你可能觉得不使用属性或成员变量可切断当前类对timer的强引用，但是当前类仍然会一直在内存中。原因如图
image.png
主线程的runloop在程序运行期间是不会销毁的， runloop引用着timer,timer就不会自动销毁。timer引用着target,target也不会销毁。
解决方案
1.使用中间代理方法
既然循环引用的原因是因为timer和控制器之间的强引用,那么是否可以使用一个中间代理得接触这个闭环呢？答案是可以的。整体构思如下图
Proxy
可以在timer与控制器之间使用一个proxy来解除两者之间的相互强引用。
首先声明一个.h文件
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface LLTimerProxy1 : NSObject
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target withSelector:(SEL)selector;
- (void)__execute;
@end
实现.m文件
#import "LLTimerProxy1.h"
@interface LLTimerProxy1()
/** target */
@property (nonatomic, weak) id target;
/** SEL */
@property (nonatomic, assign) SEL selector;
@end
@implementation LLTimerProxy1
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target withSelector:(SEL)selector
{
LLTimerProxy1 *proxy = [[LLTimerProxy1 alloc] init];
proxy.target = target;
proxy.selector = selector;
return proxy;
}
- (void)__execute
{
if (_target && _selector) {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Warc-performSelector-leaks"
[_target performSelector:_selector withObject:nil];
#pragma clang diagnostic pop
}
}
@end
使用方式
- (void)viewDidLoad
{
LLTimerProxy1 *proxy = [LLTimerProxy1 proxyWithTarget:self withSelector:@selector(doSomething)];
self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:proxy selector:@selector(__execute) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}
- (void)doSomething
{
NSLog(@"%s", __func__);
}
- (void)dealloc
{
[self.timer invalidate];
self.timer = nil;
NSLog(@"%s", __func__);
}
首先梳理一下引用流程
NSTimer target -> 强引用着proxy
proxy的target -> 弱引用着控制器
这样一来当控制器的引用计数为0的时候，会调用dealloc方法，在dealloc方法中对timer进行释放，timer释放的时候也会对proxy进行释放。这样一来就可以让timer的声明周期与控制器同步了
Log
补充
- 在proxy的
__execute方法中，我做了一个if判断，是因为有可能在target的dealloc方法中并没有对timer进行释放。这样就会导致timer仍然runloop中运行，不断的调用__execute方法.此时的target因为释放了，所以target为nil。像空指针发送消息并不会引起崩溃，但是最好还是在该方法里添加一个判断target是否为空的if语句来告诉开发人员某个类已经释放掉了,但是该类的timer没有被释放。
2.使用NSProxy
NSProxy是一个基类，是苹果创建出来专门做代理转发事件的基类，负责将消息转发到真正target的类
An abstract superclass defining an API for objects that act as stand-ins for other objects or for objects that don’t exist yet.
该类有两个方法,有runtime储备的同学应该会对这两个方法比较熟悉
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation;
- (nullable NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel
NSProxy收到消息之后会在自己的方法列表中查找，如果没有则直接会进入消息转发。比NSObject类少了在父类的方法列表和动态解析的步骤，性能会更好。
因为Proxy可以实现消息转发，那么本身也不用持有选择子，这样代码会写的会更明确。
.h文件
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface LLTimerProxy : NSProxy
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;
@end
.m实现文件
#import "LLTimerProxy.h"
@interface LLTimerProxy ()
/** tatget */
@property (nonatomic, weak) id target;
@end
@implementation LLTimerProxy
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target
{
LLTimerProxy *proxy = [LLTimerProxy alloc];
proxy.target = target;
return proxy;
}
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel
{
if (!self.target || ![self.target respondsToSelector:sel]) {
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v:@"];
}
return [self.target methodSignatureForSelector:sel];
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation
{
if (!self.target) {
NSLog(@"target已经从内存中死掉了");
return;
}
[invocation invokeWithTarget:self.target];
}
@end
使用方式
- (void)viewDidLoad
{
LLTimerProxy *proxy = [LLTimerProxy proxyWithTarget:self];
self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:proxy selector:@selector(doSomething) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}
- (void)doSomething
{
NSLog(@"%s", __func__);
}
- (void)dealloc
{
[self.timer invalidate];
self.timer = nil;
NSLog(@"%s", __func__);
}
可以发现Proxy类并没有引用着selector，因为proxy类并没有doSomething方法，所有直接进入了消息转发步骤.在消息转发中将消息接受者转发给自身持有的target,这样就可以完成调用了。
补充
- 使用继承NSProxy的类的优势是在代码书写上比使用继承自NSObject的类更加直观，因为NSTimer的选择子可以直接填写本类的方法,而不用写
__execute方法 - 但是使用NSProxy会‘更’容易造成崩溃，当然这种崩溃的原因是因为开发者没有规范的处理timer的声明周期。设想一种这样的场景，类已经释放掉了，但是timer仍然不断的调用方法，那么在
methodSignatureForSelector方法中，[self.target methodSignatureForSelector:sel];因为self.target已经是nil了,就会导致return nil.methodSignatureForSelector方法中返回为空代表消息转发失败,会导致[NSProxy doesNotRecognizeSelector:doSomething崩溃.当然崩溃不一定是坏事，容错性是双刃剑。有时候别人犯错了就应该让它崩溃，让别人发现问题，必须去解决。如果不提醒它，那这个问题就越来越严重，比如内存泄露问题。各位在开发中灵活选择使用。
3.使用block+weakSelf
NSTimer在iOS10开放了两个API
/// Creates and returns a new NSTimer object initialized with the specified block object. This timer needs to be scheduled on a run loop (via -[NSRunLoop addTimer:]) before it will fire.
/// - parameter: timeInterval The number of seconds between firings of the timer. If seconds is less than or equal to 0.0, this method chooses the nonnegative value of 0.1 milliseconds instead
/// - parameter: repeats If YES, the timer will repeatedly reschedule itself until invalidated. If NO, the timer will be invalidated after it fires.
/// - parameter: block The execution body of the timer; the timer itself is passed as the parameter to this block when executed to aid in avoiding cyclical references
+ (NSTimer *)timerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
/// Creates and returns a new NSTimer object initialized with the specified block object and schedules it on the current run loop in the default mode.
/// - parameter: ti The number of seconds between firings of the timer. If seconds is less than or equal to 0.0, this method chooses the nonnegative value of 0.1 milliseconds instead
/// - parameter: repeats If YES, the timer will repeatedly reschedule itself until invalidated. If NO, the timer will be invalidated after it fires.
/// - parameter: block The execution body of the timer; the timer itself is passed as the parameter to this block when executed to aid in avoiding cyclical references
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
使用方式
- (void)viewDidLoad
{
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
[weakSelf doSomething];
}];
}
- (void)doSomething
{
NSLog(@"%s", __func__);
}
该方法比较简单，就不多赘述了。
