iOS中的block和retain cycle (经典)

最新推荐文章于 2017-02-13 17:21:36 发布

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iOS block/runtime/runloop 专栏收录该内容

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本文详细介绍了Objective-C中的内存管理机制，包括引用计数原理及如何避免retaincycle问题。探讨了block与内存管理的关系，并针对ARC环境下如何解决retaincycle问题给出建议。

retain cycle 的产生，说到retain cycle，首先要提一下Objective-C的内存管理机制。

作为C语言的超集，Objective-C延续了C语言中手动管理内存的方式，但是区别于C++的极其非人道的内存管理，

Objective-C提出了一些机制来减少内存管理的难度，内存计数，即引用计数。

在Objective-C中，凡是继承自NSObject的类都提供了两种方法，retain和release。

当我们调用一个对象的retain时，这个对象的内存计数加1，反之，当我们调用release时，对象的内存计数减1，只有

当对象内存计数为0时，这个对象才真正会被释放，此时，对象的delloc方法会被调用来做些内存回收前的工作。

内存计数机制的好处在于我们可以明确分配一个使用权。

比如，当一个对象A要使用另外一个对象B的时候，A会retain B一次以表示A使用B，而当B被使用完毕之后，A会调用

B的release方法来放弃使用权。这样，一个对象可以被多个其他对象使用。而作为使用它的对象，也不必关心自己之

外被使用对象的使用情况（内存方面）。一般来讲，对于类的成员变量，retain和release分别发生在赋值和自身释放

的时候，这就是Obj-C程序中的经典写法：

头文件中：

@property (nonatomic, retain) NSObject *obj;

在.m文件里：

- (void)dealloc
{
    [obj release];
    [super dealloc];
}

OK，这种方式可以很容易地管理内存，但是仍存在这一个问题，这就是retain cycle。

Retain cycle，翻译成中文大概叫保留环吧。既然父对象持有子对象，而子对象会随父对象释放而释放，那么，如果两

个对象相互为父对象怎么办？

比如A和B两个对象，A持有B，B同时也持有A，按照上面的规则，A只有B释放之后才有可能释放，同样B只有A释放

后才可能释放，当双方都在等待对方释放的时候， retain cycle就形成了，结果是，两个对象都永远不会被释放，最终

内存泄露。

retain cycle使你编程的时候不得不注意一些问题。例如，要么尽量保持子对象引用父对象的时候使用弱引用，也就是

assign，比如@property (nonatomic,assign) NSObject *parent;要么及时地将造成retain cycle中的一个变量设置为

nil，将环break掉。如果注意点，这并不是什么特别大的问题。

嗯，注意点确实不是什么问题，但是当IOS 4.0只后，block的出现，使你更需要更为谨慎。

block与内存管理

block就是一段可以灵活使用的代码，你可以把它当变量传递，赋值，甚至可以把它声明到函数体里，更灵活的是你可

以在里面引用外部的环境。最后一条使得block要有更多的考虑，既然block可以引用外部环境，那如何保证block被调

用的时候当时的环境变量不被释放呢？（block调用的时机可能是随意的）

答案就是，被block引用的变量都会被自动retain一次，这样的话至少可以保证我们的调用是有效的。

说到这里你能想到什么吗？对，还是retain cycle。因为block中的retain是隐式的，所以极易出现retain cycle的问题。

因为block本身也可以看做一个对象，也存在生命周期，也可以被持有，所以当这种情况出现的时候，我们该注意了，

比如：

DoSomethingManager *manager = [[DoSomethingManager alloc] init];
manager.complete = ^{
    //...complete actions
    [manager otherAction];
    [manager release];
};

retain cycle 就这么形成了，即使调用了release，manager也不会释放，因为manager和block相互持有了。为了解除

retain cycle的话，我们可以这样写：

DoSomethingManager *manager = [[DoSomethingManager alloc] init];
manager.complete = ^{
    //...complete actions
    [manager otherAction];
    manager.complete = nil;
    [manager release];
};

manager的complete被设置为nil，如此一来retain cycle也被破坏掉，前提是你确实不需要再次回调block了。

本来写到这里就算完了，但是新世纪总有新的挑战，这就在于在Apple有推出了一种新的技术 ARC。

ARC 和 retain cycle

ARC (Auto Reference Counting), 翻译为自动引用计数，是Apple为了进一步简化内存管理来推出的技术。虽然为自动

内存管理而生，但却并算不上真正的自动管理。这是因为ARC是一种编译期的技术，它所做的是自动识别你的代码并

转换成retain/release的形式，在这个层面上来看，ARC无非是简化了代码的书写，并提供了部分性能上的优化，而并

不像Java之类的语言可以完全把垃圾回收抛之脑后（基本上）。

关于ARC的细节可以看下面的网址：

http://developer.apple.com/library/ios/#releasenotes/ObjectiveC/RN-TransitioningToARC/Introduction/Introduction.html

下面我们主要谈下ARC下retain cycle的问题。

ARC中，变量可以用三个关键字修饰：

1、 __strong：赋值给这个变量的对象会自动被retain一次，如果在block中引用它，block也会retain它一次。

2、 __unsafe_unretained：赋值给这个变量不会被retain，也就是说被他修饰的变量的存在不能保证持有对象的可靠

性，它可能已经被释放了，而且留下了一个不安全的指针。不会被block retain。

3 、__week：类似于__unsafe_unretained，只是如果所持有的对象被释放后，变量会自动被设置为nil，这样更安全

些，不过只在IOS5.0以上的系统支持，同样不会被block retain。

另外我们也可以用 __block 关键字修饰一个变量，表示这个变量能在block中被修改（值修改，而不是修改对象中的某

一个属性，可以理解为修改指针的指向）。会被自动retain。

于其他变量不同的是被 __block 修饰的变量在块中保存的是变量的地址。（其他为变量的值）

首先，上面的代码你现在可以这么写：

DoSomethingManager *manager = [[DoSomethingManager alloc] init];
manager.complete = ^{
    //...complete actions
    [manager otherAction];
    manager.complete = nil;
};

没什么问题，只是去掉了ARC中禁止的release。

当然，我们也可以这么写：

__block DoSomethingManager *manager = [[DoSomethingManager alloc] init];
manager.complete = ^{
    //...complete actions
    [manager otherAction];
    manager = nil;
};

如果不用ARC，manager不会在block中被retain，但是采用了ARC就有些复杂了。block会retain manager变量，但

是，由于__block变量保存更为底层的变量地址，因此当此变量被指向其他对象时，block便不对原来的对象负责，引

发的结果就是之前对象被release掉，retain cycle被破坏。

或者这么写：

__block DoSomethingManager *manager = [[DoSomethingManager alloc] init];
DoSomethingManager __week *weekmanager = manager;
manager.complete = ^{
    //...complete actions
    [weekmanager otherAction];
};

上面的__week也可以用 __unsafe_unretained 替代，但是 __week 更安全些，虽然它不支持IOS5.0以下的系统。

被 __week 或者 __unsafe_unretained 修饰的变量不会被block retain，所以不会形成retain cycle，但是小心，保证你

的对象不会在complete之前被释放，否则会得到你意向不到的结果。