Block循环引用

在Objective-C中，Block是一种类似于匿名函数的语法结构，它可以用来封装一段代码，并在需要时执行该代码。尽管Block提供了便利的语法结构，但是在实际使用中，我们经常会遇到一个问题，即Block循环引用。

Block循环引用是指在Block内部捕获了一个对象，并且该对象又持有了该Block，从而导致两者互相持有，无法释放内存。这个问题不仅会导致内存泄漏，还会影响程序的性能和稳定性。

Block的本质

在深入探讨Block循环引用之前需要了解一下Block的本质。在Objective-C中，Block实际上是一种OC对象，它是由以下三个部分组成的：

• 函数指针：指向实际要执行的代码。

• Block descriptor：描述Block的内存布局和引用的对象。

• Block invoke function：执行Block的函数。 其中，Block descriptor是关键部分，它包含了Block的内存布局和Block捕获的对象信息。具体来说，Block descriptor包含了以下信息：

• Block的引用计数。

• Block的标志位，用于标识Block的一些特性，例如是否为全局Block、是否为栈上Block等。

• Block捕获的对象信息，包括捕获的对象数量、对象类型和对象的值。 在实际使用中，Block会自动捕获其所在函数的局部变量，这些局部变量会作为Block的捕获对象，存储在Block descriptor中。

Block循环引用的原因

由于Block descriptor中包含了Block捕获的对象信息，因此如果Block内部捕获了一个对象，并且该对象又持有了该Block，就会导致两者互相持有，从而产生循环引用。这个问题可以通过以下示例代码来说明：

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) void (^block)(void);

@end

@implementation Person

- (void)dealloc {
    NSLog(@"Person dealloc");
}

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    Person *person = [[Person alloc] init];
    person.block = ^{
        NSLog(@"%@", person);
    };
}

@end

创建了一个Person对象，并将一个Block赋值给其属性block。这个Block内部捕获了person对象，而person对象又持有了这个Block，从而产生了循环引用。在这种情况下，即使我们将person对象设置为nil，它也无法被释放，因为Block仍然持有了person对象。

解决循环引用的方法

为了解决Block循环引用问题，我们需要避免在Block内部捕获持有Block的对象。下面介绍两种常用的解决方法。

__weak

在Block内部使用__weak指针可以解决循环引用问题。__weak指针是一种弱引用，它可以指向一个对象，但不会增加该对象的引用计数。当被指向的对象被释放时，__weak指针会自动置为nil。

以下是使用__weak指针解决循环引用的示例代码：

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) void (^block)(void);

@end

@implementation Person

- (void)dealloc {
    NSLog(@"Person dealloc");
}

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    Person *person = [[Person alloc] init];
    __weak typeof(person) weakPerson = person;
    person.block = ^{
        NSLog(@"%@", weakPerson);
    };
}

@end 在上述代码中，我们使用__weak指针weakPerson来引用person对象，并在Block内部使用weakPerson来打印person对象。由于weakPerson是弱引用，它不会持有person对象，因此不会产生循环引用。

__block

另一种解决循环引用的方法是在Block内部使用__block修饰符来捕获持有Block的对象。__block修饰符是一种特殊的指针类型，它可以让变量在Block内部被修改，并且不会被复制到Block中。

以下是使用__block修饰符解决循环引用的示例代码：

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) void (^block)(void);

@end

@implementation Person

- (void)dealloc {
    NSLog(@"Person dealloc");
}

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    __block Person *person = [[Person alloc] init];
    person.block = ^{
        NSLog(@"%@", person);
        person = nil;
    };
}

@end

使用__block修饰符来捕获person对象，并在Block内部打印person对象。由于使用了__block修饰符，person对象可以在Block内部被修改，从而可以在Block内部将其置为nil，避免了循环引用。

底层分析Block循环引用的原因

Block 结构体的定义：

struct __block_impl {
  void *isa;
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;
};

struct __block_literal {
  void *isa;
  int Flags;
  int Reserved;
  void *FuncPtr;
  struct {
    unsigned long int reserved;
    unsigned long int Size;
    // 这里是存储捕获变量的结构体
    void (*copy)(struct __block_literal*, struct __block_literal*);
    void (*dispose)(struct __block_literal*);
    // 这里是存储捕获变量的具体值
    // 注意：这里的数组长度是通过 Size 计算得到的
    char data[];
  } *descriptor;
};

最后，探讨一下底层是如何实现Block循环引用的。在Objective-C中，对象之间的循环引用通常是通过强引用产生的。在Block循环引用中，强引用主要是由Block捕获对象产生的。

在Block捕获对象时，Block会通过copy函数将捕获的对象复制到堆上，并且将复制后的对象存储在Block descriptor中。由于Block descriptor是一个结构体，它不包含任何引用计数的信息，因此当Block中捕获了一个对象时，该对象的引用计数不会被增加。这意味着如果Block持有一个对象，该对象就可能被Block循环引用。

例如，在上面的示例代码中，当Block持有person对象时，由于Block没有增加person对象的引用计数，person对象就可能被Block循环引用。

为了解决这个问题，Objective-C提供了__weak指针和__block修饰符。使用__weak指针可以避免在Block内部持有对象，从而避免循环引用。使用__block修饰符可以让Block内部修改对象，从而在Block内部将对象置为nil，避免循环引用。

总结

在Objective-C中，Block是一种强大的语言特性，可以用于实现回调、事件处理等功能。但是，由于Block循环引用的问题，如果不注意使用方式，就容易造成内存泄漏等问题。