ARC下的block导致的循环引用问题解析

本文主要是介绍ARC下的block导致的循环引用问题解析，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

引言

使用block已经有一段时间了，感觉自己了解的还行，但是几天前看到CocoaChina上一个关于block的小测试主题:【小测试】你真的知道blocks在Objective-C中是怎么工作的吗？，发现竟然做错了几道,才知道自己想当然的理解是错误的，所以抽时间学习了下，并且通过一些测试代码进行测试，产生这篇博客。

Block简介（copy一段）

Block作为C语言的扩展，并不是高新技术，和其他语言的闭包或lambda表达式是一回事。需要注意的是由于Objective-C在iOS中不支持GC机制，使用Block必须自己管理内存，而内存管理正是使用Block坑最多的地方，错误的内存管理要么导致returncycle内存泄漏要么内存被提前释放导致crash。Block的使用很像函数指针，不过与函数最大的不同是：Block可以访问函数以外、词法作用域以内的外部变量的值。换句话说，Block不仅实现函数的功能，还能携带函数的执行环境。

可以这样理解，Block其实包含两个部分内容

Block执行的代码，这是在编译的时候已经生成好的；
一个包含Block执行时需要的所有外部变量值的数据结构。Block将使用到的、作用域附近到的变量的值建立一份快照拷贝到栈上。

Block与函数另一个不同是，Block类似ObjC的对象，可以使用自动释放池管理内存（但Block并不完全等同于ObjC对象，后面将详细说明）。

Block基本语法

基本语法在本文就不赘述了，同学们自学。

Block的类型与内存管理

根据Block在内存中的位置分为三种类型NSGlobalBlock，NSStackBlock,NSMallocBlock。

NSGlobalBlock：类似函数，位于text段；
NSStackBlock：位于栈内存，函数返回后Block将无效；
NSMallocBlock：位于堆内存。

1、NSGlobalBlock如下，我们可以通过是否引用外部变量识别，未引用外部变量即为NSGlobalBlock，可以当做函数使用。

{

//createa NSGlobalBlock

float(^sum)(float, float) =^(float a, float b){

returna + b;

};

NSLog(@"blockis %@", sum); //block is<__NSGlobalBlock__: 0x47d0>

}

2、NSStackBlock如下：

{

NSArray*testArr = @[@"1", @"2"];

void(^TestBlock)(void) = ^{

NSLog(@"testArr:%@", testArr);

};

NSLog(@"blockis %@", ^{

NSLog(@"testArr :%@", testArr);

});

//blockis <__NSStackBlock__: 0xbfffdac0>

//打印可看出block是一个NSStackBlock, 即在栈上,当函数返回时block将无效

NSLog(@"blockis %@", TestBlock);

//blockis <__NSMallocBlock__: 0x75425a0>

//上面这句在非arc中打印是NSStackBlock, 但是在arc中就是NSMallocBlock

//即在arc中默认会将block从栈复制到堆上，而在非arc中，则需要手动copy.

}

3、NSMallocBlock只需要对NSStackBlock进行copy操作就可以获取，但是retain操作就不行,会在下面说明

Block的copy、retain、release操作（还是copy一段）

不同于NSObjec的copy、retain、release操作：

Block_copy与copy等效，Block_release与release等效；
对Block不管是retain、copy、release都不会改变引用计数retainCount，retainCount始终是1；
NSGlobalBlock：retain、copy、release操作都无效；
NSStackBlock：retain、release操作无效，必须注意的是，NSStackBlock在函数返回后，Block内存将被回收。即使retain也没用。容易犯的错误是[[mutableAarryaddObject:stackBlock]，（补：在arc中不用担心此问题，因为arc中会默认将实例化的block拷贝到堆上）在函数出栈后，从mutableAarry中取到的stackBlock已经被回收，变成了野指针。正确的做法是先将stackBlockcopy到堆上，然后加入数组：[mutableAarryaddObject:[[stackBlock copy]autorelease]]。支持copy，copy之后生成新的NSMallocBlock类型对象。
NSMallocBlock支持retain、release，虽然retainCount始终是1，但内存管理器中仍然会增加、减少计数。copy之后不会生成新的对象，只是增加了一次引用，类似retain；
尽量不要对Block使用retain操作。

Block对外部变量的存取管理

基本数据类型

1、局部变量

局部自动变量，在Block中只读。Block定义时copy变量的值，在Block中作为常量使用，所以即使变量的值在Block外改变，也不影响他在Block中的值。

{

intbase = 100;

long(^sum)(int, int) = ^ long(int a, int b) {

returnbase + a + b;

};

base= 0;

printf("%ld\n",sum(1,2));

//这里输出是103，而不是3,因为块内base为拷贝的常量 100

}

2、STATIC修饰符的全局变量

因为全局变量或静态变量在内存中的地址是固定的，Block在读取该变量值的时候是直接从其所在内存读出，获取到的是最新值，而不是在定义时copy的常量.

{

staticint base = 100;

long(^sum)(int, int) = ^ long(int a, int b) {

base++;

returnbase + a + b;

};

base= 0;

printf("%ld\n",sum(1,2));

//这里输出是4，而不是103,因为base被设置为了0

printf("%d\n",base);

//这里输出1，因为sum中将base++了

}

3、__BLOCK修饰的变量

Block变量，被__block修饰的变量称作Block变量。基本类型的Block变量等效于全局变量、或静态变量。

注：BLOCK被另一个BLOCK使用时，另一个BLOCK被COPY到堆上时，被使用的BLOCK也会被COPY。但作为参数的BLOCK是不会发生COPY的

OBJC对象

block对于objc对象的内存管理较为复杂，这里要分staticglobal localblock变量分析、还要分非arc和arc分析

非ARC中的变量

先看一段代码(非arc)

@interface MyClass : NSObject{

NSObject*_instanceObj;

}

@end

@implementation MyClass

NSObject* __globalObj =nil;

- (id) init {

if(self = [superinit]) {

_instanceObj= [[NSObject alloc]init];

}

returnself;

}

- (void) test {

staticNSObject* __staticObj = nil;

__globalObj= [[NSObject alloc]init];

__staticObj= [[NSObject alloc]init];

NSObject*localObj = [[NSObject alloc]init];

__blockNSObject* blockObj = [[NSObjectalloc] init];

typedefvoid (^MyBlock)(void) ;

MyBlockaBlock = ^{

NSLog(@"%@",__globalObj);

NSLog(@"%@",__staticObj);

NSLog(@"%@",_instanceObj);

NSLog(@"%@",localObj);

NSLog(@"%@",blockObj);

};

aBlock= [[aBlock copy]autorelease];

aBlock();

NSLog(@"%d",[__globalObj retainCount]);

NSLog(@"%d",[__staticObj retainCount]);

NSLog(@"%d",[_instanceObj retainCount]);

NSLog(@"%d",[localObj retainCount]);

NSLog(@"%d",[blockObj retainCount]);

}

@end

int main(int argc, char*argv[]) {

@autoreleasepool{

MyClass*obj = [[[MyClass alloc]init] autorelease];

[objtest];

return0;

}

执行结果为1 1 1 2 1。

__globalObj和__staticObj在内存中的位置是确定的，所以Blockcopy时不会retain对象。

_instanceObj在Block copy时也没有直接retain_instanceObj对象本身，但会retainself。所以在Block中可以直接读写_instanceObj变量。

localObj在Blockcopy时，系统自动retain对象，增加其引用计数。

blockObj在Blockcopy时也不会retain。

ARC中的变量测试

由于arc中没有retain，retainCount的概念。只有强引用和弱引用的概念。当一个变量没有__strong的指针指向它时，就会被系统释放。因此我们可以通过下面的代码来测试。

代码片段1(globalObject全局变量)

NSString *__globalString =nil;

- (void)testGlobalObj

{

__globalString= @"1";

void(^TestBlock)(void) = ^{

NSLog(@"stringis :%@", __globalString); //string is block使用小结、在arc中使用block、如何防止循环引用(zz) http://www.cnbluebox.com/blog/wp-includes/images/smilies/icon_sad.gif"alt=":(" class="wp-smiley"> null)

};

__globalString= nil;

TestBlock();

}

- (void)testStaticObj

{

staticNSString *__staticString =nil;

__staticString= @"1";

printf("staticaddress: %p\n",&__staticString); //static address: 0x6a8c

void(^TestBlock)(void) = ^{

printf("staticaddress: %p\n", &__staticString);//static address: 0x6a8c

NSLog(@"stringis : %@", __staticString); //string is block使用小结、在arc中使用block、如何防止循环引用(zz) http://www.cnbluebox.com/blog/wp-includes/images/smilies/icon_sad.gif"alt=":(" class="wp-smiley"> null)

};

__staticString= nil;

TestBlock();

}

- (void)testLocalObj

{

NSString*__localString = nil;

__localString= @"1";

printf("localaddress: %p\n",&__localString); //local address:0xbfffd9c0

void(^TestBlock)(void) = ^{

printf("localaddress: %p\n", &__localString);//local address: 0x71723e4

NSLog(@"stringis : %@", __localString); //string is : 1

};

__localString= nil;

TestBlock();

}

- (void)testBlockObj

{

__blockNSString *_blockString = @"1";

void(^TestBlock)(void) = ^{

NSLog(@"stringis : %@", _blockString); // string is block使用小结、在arc中使用block、如何防止循环引用(zz) http://www.cnbluebox.com/blog/wp-includes/images/smilies/icon_sad.gif"alt=":(" class="wp-smiley"> null)

};

_blockString= nil;

TestBlock();

}

- (void)testWeakObj

{

NSString*__localString = @"1";

__weakNSString *weakString = __localString;

printf("weakaddress: %p\n",&weakString); //weakaddress: 0xbfffd9c4

printf("weakstr address: %p\n", weakString); //weak straddress: 0x684c

void(^TestBlock)(void) = ^{

printf("weakaddress: %p\n", &weakString); //weakaddress: 0x7144324

printf("weakstr address: %p\n", weakString); //weak straddress: 0x684c

NSLog(@"stringis : %@", weakString); //string is :1

};

__localString= nil;

TestBlock();

}

由以上几个测试我们可以得出：
1、只有在使用local变量时，block会复制指针，且强引用指针指向的对象一次。其它如全局变量、static变量、block变量等，block不会拷贝指针,只会强引用指针指向的对象一次。
2、即时标记了为__weak或__unsafe_unretained的local变量。block仍会强引用指针对象一次。（这个不太明白，因为这种写法可在后面避免循环引用的问题）

循环引用retaincycle

循环引用指两个对象相互强引用了对方，即retain了对方，从而导致谁也释放不了谁的内存泄露问题。如声明一个delegate时一般用assign而不能用retain或strong，因为你一旦那么做了，很大可能引起循环引用。在以往的项目中，我几次用动态内存检查发现了循环引用导致的内存泄露。

这里讲的是block的循环引用问题，因为block在拷贝到堆上的时候，会retain其引用的外部变量，那么如果block中如果引用了他的宿主对象，那很有可能引起循环引用，如：

self.myblock = ^{

[selfdoSomething];

};

为测试循环引用，写了些测试代码用于避免循环引用的方法，如下，（只有arc的，懒得做非arc测试了）

- (void)dealloc

{

NSLog(@"nocycle retain");

}

- (id)init

{

self= [super init];

if(self) {

#if TestCycleRetainCase1

//会循环引用

self.myblock= ^{

[selfdoSomething];

};

#elif TestCycleRetainCase2

//会循环引用

__blockTestCycleRetain *weakSelf = self;

self.myblock= ^{

[weakSelfdoSomething];

};

#elif TestCycleRetainCase3

//不会循环引用

__weakTestCycleRetain *weakSelf = self;

self.myblock= ^{

[weakSelfdoSomething];

};

#elif TestCycleRetainCase4

//不会循环引用

__unsafe_unretainedTestCycleRetain *weakSelf = self;

self.myblock= ^{

[weakSelfdoSomething];

};

#endif

NSLog(@"myblockis %@", self.myblock);

}

returnself;

}

- (void)doSomething

{

NSLog(@"doSomething");

}

int main(int argc, char*argv[]) {

@autoreleasepool{

TestCycleRetain*obj = [[TestCycleRetain alloc]init];

obj= nil;

return0;

}

经过上面的测试发现，在加了__weak和__unsafe_unretained的变量引入后，TestCycleRetain方法可以正常执行dealloc方法，而不转换和用__block转换的变量都会引起循环引用。
因此防止循环引用的方法如下：
__unsafe_unretained TestCycleRetain *weakSelf = self;

end

补充：

In manual reference countingmode, __blockid x; hasthe effect of not retaining x.In ARC mode, __blockid x; defaultsto retaining x (justlike all other values). To get the manual reference counting modebehavior under ARC, you coulduse __unsafe_unretained__block id x;.As the name __unsafe_unretained implies,however, having a non-retained variable is dangerous (because itcan dangle) and is therefore discouraged. Two better options are toeither use __weak (ifyou don’t need to support iOS 4 orOS X v10.6), or setthe __block valueto niltobreak the retain cycle.