iOS 关于循环引用的那些事

循环引用的概念：即对象之间互相引用，造成彼此都不能被释放。
示例代码：
我们先把代码的大体框架准备好。

我们先新建一个继承自 UIViewController 的控制器类 BlockTestViewController。

工程创建好之后 Main StoryBoard 已经存在一个 View Controller，它是应用程序启动时的初始视图控制器。我们将它对应的类改为 BlockTestViewController。

首先，我们在 Main StoryBoard 拖入一个 Navigation Controller，它会自带一个 Table View Controller，并且该 Table View Controller 会作为 Navigation Controller 的 Root View Controller。

我们选中 Navigation Controller 并勾选 Is Initial View Controller。这样，在应用程序启动时，Navigation Controller 会作为初始视图控制器显示在屏幕上。

然后，我们在 Table View Controller 的 Navigation Bar 的右边添加一个 Right Bar Button Item，选中它按住 Control 键拖向 BlockTestViewController，在弹出的菜单中选择 Show。这样，当点击这个Right Bar Button Item，应用程序就会跳转显示 BlockTestViewController。

控制器的关系图如下所示：

MainStoryBoard.png

接着，我们新建一个网络层 Network Tool 类

NetworkTool.h 文件代码如下：

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface NetworkTool : NSObject

- (void)loadData:(void(^)(NSString *))finished;

@end

NetworkTool.m 文件代码如下：

#import "NetworkTool.h"

@interface NetworkTool ()
@property (nonatomic,copy) void(^finishedBlock)(NSString *);
@end

@implementation NetworkTool

- (void)loadData:(void(^)(NSString *))finished {
    self.finishedBlock = finished;
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSLog(@"耗时操作");
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"准备回调");
            [self handleBlock];
        });
    });
}

- (void)handleBlock {
    if (self.finishedBlock != nil) {
        self.finishedBlock(@"hello...");
    }
}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"网络工具类 88");
}

@end

上面是网络层的代码。我们通过 loadData: 方法模拟数据加载的过程，当数据加载完成之后，通过 block 参数将加载后得到的结果回调用调用方。

我们添加了一个 Block 属性，Block 属性一般用 copy 修饰。用来记录传进来的 Block。这里 Network Tool 强引用着 Block。

我们还添加了 dealloc 方法，如果 Network Tool 对象被释放，这个方法就会被执行，控制台会打印 “网络工具类 88”。以此来检验是否有循环引用的问题。

回到我们的 BlockTestViewController 类。我们在 BlockTestViewController 类通过调用 Network Tool 对象来完成数据加载。代码如下：

#import "BlockTestViewController.h"
#import "NetworkTool.h"

@interface BlockTestViewController ()
@property (nonatomic,strong) NetworkTool *networkTool;
@end

@implementation BlockTestViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.view.backgroundColor = [UIColor yellowColor];
    [self demo1];
}

- (void)demo1 {
    self.networkTool = [[NetworkTool alloc] init];
    [self.networkTool loadData:^(NSString * str) {
        NSLog(@"%@ -- %@",str,self.view);
    }];
}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"控制器 88");
}

@end

通过代码可以看到，控制器强引用着 NetworkTool 对象。

而 Block 中执行回调的代码是打印 self.view。可以看到 Block 强引用着 self ，即 Block 强引用着控制器。

到此，类与类之间的关系如下图所示：

LoopReference.png

当我们点击Right Bar Button Item，BlockTestViewController控制器显示，我们再点返回按钮，控制器并没有销毁。Network Tool 的 dealloc 方法也没有走。至此，循环引用现象产生。

解决方法：

打破循环引用链条中的其中一环。

示例1：我们可以将 NetworkTool 从强引用的属性形式改成局部变量。当 demo2 方法执行完之后， Network Tool 被释放。

代码如下：

#import "BlockTestViewController.h"
#import "NetworkTool.h"

@interface BlockTestViewController ()
@property (nonatomic,strong) NetworkTool *networkTool;
@end

@implementation BlockTestViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.view.backgroundColor = [UIColor yellowColor];
    
    [self demo2];
}
//这段代码会有循环引用的问题
- (void)demo1 {
    self.networkTool = [[NetworkTool alloc] init];
    [self.networkTool loadData:^(NSString * str) {
        NSLog(@"%@ -- %@",str,self.view);
    }];
}
//将 NetworkTool 从强引用的属性形式改成 局部变量
- (void)demo2 {
    NetworkTool *networkTool = [[NetworkTool alloc] init];
    [networkTool loadData:^(NSString * str) {
        NSLog(@"%@ -- %@",str,self.view);
    }];
}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"控制器 88");
}
@end

当返回按钮被点击，控制台打印如下：

2023-06-24 11:00:19.740285+0800 Block演练[50889:10916802] 耗时操作

2023-06-24 11:00:21.744836+0800 Block演练[50889:10916542] 准备回调

2023-06-24 11:00:21.747016+0800 Block演练[50889:10916542] hello... -- <UIView: 0x12a10b9c0; frame = (0 0; 393 852); autoresize = W+H; backgroundColor = UIExtendedSRGBColorSpace 1 1 0 1; layer = <CALayer: 0x600002adf460>>

2023-06-24 11:00:21.747359+0800 Block演练[50889:10916802] 网络工具类 88

2023-06-24 11:00:21.747609+0800 Block演练[50889:10916542] 控制器 88

可以看到，网络工具类和控制器都能正常被销毁了。

示例2 ：使用 __weak 或者 __unsafe_unretained 来打破循环链条。

代码如下：

#import "BlockTestViewController.h"
#import "NetworkTool.h"

@interface BlockTestViewController ()
@property (nonatomic,strong) NetworkTool *networkTool;
@end

@implementation BlockTestViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.view.backgroundColor = [UIColor yellowColor];
    
    [self demo3];
}
//这段代码会有循环引用的问题
- (void)demo1 {
    self.networkTool = [[NetworkTool alloc] init];
    [self.networkTool loadData:^(NSString * str) {
        NSLog(@"%@ -- %@",str,self.view);
    }];
}
//将 NetworkTool 从强引用的属性形式改成 局部变量
- (void)demo2 {
    NetworkTool *networkTool = [[NetworkTool alloc] init];
    [networkTool loadData:^(NSString * str) {
        NSLog(@"%@ -- %@",str,self.view);
    }];
}
//使用 __weak 或者 __unsafe_unretained 来打破循环链接
- (void)demo3 {
    self.networkTool = [[NetworkTool alloc] init];
    //方式一
//    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    //方式二：
    __unsafe_unretained typeof(self) weakSelf = self;
    [self.networkTool loadData:^(NSString * str) {
        NSLog(@"%@ -- %@",str,weakSelf.view);
    }];
}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"控制器 88");
}

@end

通过 __weak 或者 __unsafe_unretained 都能解决循环引用的问题，那它们到底有什么区别？

实际上， __unsafe_unretained 是 iOS 4.0 版本推出的；而 __weak 是iOS 5.0 版本推出的。我们通过修改耗时操作的代码，就能看出他们之间的区别。

在 Network Tool 的 loadData: 方法中添加一行代码，

[NSThread sleepForTimeInterval:2.0];

如下所示：

- (void)loadData:(void(^)(NSString *))finished {
    self.finishedBlock = finished;
    
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSLog(@"耗时操作");
        [NSThread sleepForTimeInterval:2.0];
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"准备回调");
            
            [self handleBlock];
        });
        
    });
}

因为我们并不能保证耗时操作会顺利执行完，所以我们模拟它加载2秒。

当我们点击 Right Bar Button Item 之后，控制器显示。在任务还没执行完的情况下，我们点返回按钮，可以看到，此时控制器因为是 __weak 或者 __unsafe_unretained 修饰，所以控制器被释放了。这时当 Block 执行回调时，因为Block 引用了控制器，而控制器已经被销毁了。所以用 __weak 修饰的控制器，控制台会打印 nil；而用 __unsafe_unretained 修饰的控制器，则会有闪退的问题，报错信息是：

Thread 1: EXC_BAD_ACCESS (code=1, address=0x20)

这是 MRC 中最经典的错误，没有之一。意思是坏内存访问。即对象已经被释放掉了，仍然访问该对象的地址导致的错误。

至此，可以看出 __weak 或者 __unsafe_unretained 之间的区别：

//方式一:下面这行代码，返回按钮在任务没执行完的情况下被点击，控制器被回收，控制器的内存地址会被置为 nil。
//    __weak typeof(self) weakSelf = self;
//方式二：下面这行代码，返回按钮在任务没执行完的情况下被点击，控制器被回收，控制器内存地址不变。再次访问控制器会出现野指针的问题。
__unsafe_unretained typeof(self) weakSelf = self;

所以，一般建议使用 __weak 来代替 __unsafe_unretained ，因为 __weak 更安全。

在开发中，你或许还能看到这样的代码：

//使用 __weak 或者 __unsafe_unretained 来打破循环链接
- (void)demo3 {
    self.networkTool = [[NetworkTool alloc] init];
    //方式一
//    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    //方式二：
    __unsafe_unretained typeof(self) weakSelf = self;
    [self.networkTool loadData:^(NSString * str) {
        __strong typeof(self) strongSelf = weakSelf;
        NSLog(@"%@ -- %@",str,strongSelf.view);
    }];
}

上面的代码使用了 __strong 来修饰。实际上，__strong 是因为很多人这么写，大家形成了套路也跟着这么写，但基本没有做深究，仅此而已。实际上__strong 没啥作用，用 __unsafe_unretained 修饰后再用 __strong 指向它，还是会出现野指针问题。用 __weak 修饰的控制器在返回按钮点击后，还是会在任务没执行完的情况下被释放。

所以，目前来看，下面这句代码实际上是个棒锤。

__strong typeof(self) strongSelf = weakSelf;

附上 github Demo 地址：https://github.com/linguoqun2017/iOSLoopReference.git

以上，感谢阅读！

最后编辑于：2023.06.24 14:10:18

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