iOS實錄8：解決NSTimer/CADisplayLink的循環(huán)引用

[這是第8篇]

導語：使用NSTimer/CADisplayLink容易發(fā)生循環(huán)引用，網(wǎng)上很多博文都提到解決該問題的辦法。但是有些問題還是沒有說清楚，結(jié)合自己在項目中的使用，說說我的解決辦法。

發(fā)生循環(huán)引用的原因：

初始化NSTimer/CADisplayLink對象時候，指定target時候，會保留其目標對象，而NSTimer/CADisplayLink的目標對象如果恰好保留了計時器本身，就會導致循環(huán)引用。解決的辦法主要有兩種

方法一：擴展方法，使用block打破保留環(huán)####

  • 這是《Effective Object-C 2.0 編寫高質(zhì)量iOS與OS的代碼的52個有效方法》書中的建議，使用block方法，解決循環(huán)引用的問題。編碼實現(xiàn)中，為NSTimer和CADisplayLink分別創(chuàng)建分類，擴展出新方法。
1、NSTimer+QSTool分類實現(xiàn)#####
//  NSTimer+QSTool.h
typedef void(^QSExecuteTimerBlock) (NSTimer *timer);

@interface NSTimer (QSTool)

+ (NSTimer *)qs_scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)timeInterval executeBlock:(QSExecuteTimerBlock)block repeats:(BOOL)repeats;

@end

//  NSTimer+QSTool.m
@implementation NSTimer (QSTool)

+ (NSTimer *)qs_scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)timeInterval executeBlock:(QSExecuteTimerBlock)block repeats:(BOOL)repeats{

    NSTimer *timer = [self scheduledTimerWithTimeInterval:timeInterval target:self selector:@selector(qs_executeTimer:) userInfo:[block copy] repeats:repeats];
    return timer;
}

+ (void)qs_executeTimer:(NSTimer *)timer{

    QSExecuteTimerBlock block = timer.userInfo;
    if (block) {
        block(timer);
    }
}

@end
2、CADisplayLink+QSTool分類實現(xiàn)#####
//  CADisplayLink+QSTool.h
@class CADisplayLink;

typedef void(^QSExecuteDisplayLinkBlock) (CADisplayLink *displayLink);

@interface CADisplayLink (QSTool)

@property (nonatomic,copy)QSExecuteDisplayLinkBlock executeBlock;

+ (CADisplayLink *)displayLinkWithExecuteBlock:(QSExecuteDisplayLinkBlock)block;

@end

//  CADisplayLink+QSTool.m
@implementation CADisplayLink (QSTool)

- (void)setExecuteBlock:(QSExecuteDisplayLinkBlock)executeBlock{

    objc_setAssociatedObject(self, @selector(executeBlock), [executeBlock copy], OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}

- (QSExecuteDisplayLinkBlock)executeBlock{

    return objc_getAssociatedObject(self, @selector(executeBlock));
}

+ (CADisplayLink *)displayLinkWithExecuteBlock:(QSExecuteDisplayLinkBlock)block{

    CADisplayLink *displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(qs_executeDisplayLink:)];
    displayLink.executeBlock = [block copy];
    return displayLink;
}

+ (void)qs_executeDisplayLink:(CADisplayLink *)displayLink{

    if (displayLink.executeBlock) {
        displayLink.executeBlock(displayLink);
    }
}
@end

為什么這么做：

  • 在初始化NSTimer/CADisplayLink對象時候，指定target時候，會保留其目標對象。我們的目的是繞開這個定時器對象強引用目標對象這個問題。在分類中，定時器對象指定的target是NSTimer/CADisplayLink類對象，這是個單例，因此計時器是否會保留它都無所謂。這么做，循環(huán)引用依然存在，但是因為類對象無需回收，所以能解決問題。
3、NSTimer和CADisplayLink的使用#####

假設(shè)在Controller中使用NSTimer。分三步（CADisplayLink的使用類似）

第一，我們可以在viewDidLoad中先初始化對象,在block中指定定時執(zhí)行的辦法，這里需要使用成對的weakSelf和strongSelf保證使用block不出現(xiàn)循環(huán)引用；
第二，在executeTimer:中定義需要定時處理的方法；
第三，在dealloc中調(diào)用定時器invalidate的方法，使定期器失效。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
   // ...
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.timer = [NSTimer qs_scheduledTimerWithTimeInterval:timeInterval executeBlock:^(NSTimer *timer) {
        __weak typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
        [strongSelf executeTimer:timer];
    } repeats:YES];
    [self.timer fire];
    //...
}

- (void)executeTimer:(NSTimer *)timer{
    //do something
}

- (void)dealloc{
  [self.timer invalidate];
}

方法二：target弱引用目標對象

1、常見的錯誤解決辦法

【警告】下面是錯誤的解決辦法，是無效的（這么簡單的話，《Effective Object-C 2.0》不至于單獨開一節(jié)來說）

_weak typeof(self) weakSelf = self;
_timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3.0f
                                          target:weakSelf
                                        selector:@selector(timerFire:)
                                        userInfo:nil
                                         repeats:YES];

無效的原因：

  • 這是對使用weakSelf和strongSelf來打破block循環(huán)引用的不正確演繹。下面說一下為了使用weakSelf和strongSelf對block有效

  • 在block外使用弱引用（weakSelf），這個弱引用（weakSelf）指向的self對象，在block內(nèi)捕獲的是這個弱引用（weakSelf），而不是捕獲self的強引用，也就是說，這就保證了self不會被block所持有。

  • 那疑問就來了，為什么還要在block內(nèi)使用強引用(strongSelf) ，因為，在執(zhí)行block內(nèi)方法的時候，如果self被釋放了咋辦，造成無法估計的后果(可能沒事，也有可能出個詭異bug)，為了避免問題發(fā)生，block內(nèi)開始執(zhí)行的時候，立即生成強引用(strongSelf)，這個強引用(strongSelf) 指向了弱引用（weakSelf）所指向的對象(self對象)，這樣以來，在block內(nèi)部實際是持有了self對象，人為地制造了暫時的循環(huán)引用。為什么說是暫時？是因為強引用(strongSelf) 的生命周期只在這個block執(zhí)行的過程中，block執(zhí)行前不會存在，執(zhí)行完會立刻就被釋放了。

  • 關(guān)鍵點來了：強引用(strongSelf) 指向了弱引用（weakSelf）所指向的對象，等價于強引用了對象

  • 我們?yōu)镹STimer/CADisplayLink對象指定target時候，雖然傳入了弱引用，但是造成的結(jié)果是：強引用了弱引用所引用的對象，也就是最終還是強引用了對象，而剛好對象又強引用了NSTimer/CADisplayLink對象。這樣以來，循環(huán)引用還是沒有解決。
    引入中間對象，在這個對象中弱引用self，然后將這個對象傳遞給timer的構(gòu)建方法

2、正確的決辦法

該方法來自YYKit項目，項目中定義了YYWeakProxy這樣的工具類解決

該方法引入一個YYWeakProxy對象，在這個對象中弱引用真正的目標對象。通過YYWeakProxy對象，將NSTimer/CADisplayLink對象弱引用目標對象。YYWeakProxy的實現(xiàn)如下：

//YYWeakProxy.h
@interface YYWeakProxy : NSProxy

@property (nullable, nonatomic, weak, readonly) id target;

- (instancetype)initWithTarget:(id)target;

+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;

@end

//YYWeakProxy.m
@implementation YYWeakProxy

- (instancetype)initWithTarget:(id)target {
    _target = target;
    return self;
}

+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
    return [[YYWeakProxy alloc] initWithTarget:target];
}

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)selector {
    return _target;
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
    void *null = NULL;
    [invocation setReturnValue:&null];
}

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)selector {
    return [NSObject instanceMethodSignatureForSelector:@selector(init)];
}

- (BOOL)respondsToSelector:(SEL)aSelector {
    return [_target respondsToSelector:aSelector];
}

- (BOOL)isEqual:(id)object {
    return [_target isEqual:object];
}

- (NSUInteger)hash {
    return [_target hash];
}

- (Class)superclass {
    return [_target superclass];
}

- (Class)class {
    return [_target class];
}

- (BOOL)isKindOfClass:(Class)aClass {
    return [_target isKindOfClass:aClass];
}

- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)aClass {
    return [_target isMemberOfClass:aClass];
}

- (BOOL)conformsToProtocol:(Protocol *)aProtocol {
    return [_target conformsToProtocol:aProtocol];
}

- (BOOL)isProxy {
     return YES;
}

- (NSString *)description {
    return [_target description];
}

- (NSString *)debugDescription {
    return [_target debugDescription];
}

@end
3、YYWeakProxy的使用#####

假設(shè)在Controller中使用CADisplayLink。分三步（NSTimer的使用類似）

第一，我們可以在viewDidLoad中先初始化NSTimer/CADisplayLink對象，指定target是YYWeakProxy對象，和指定定時執(zhí)行的辦法
第二，在executeDispalyLink:中定義需要定時處理的方法；
第三，在dealloc中調(diào)用定時器invalidate的方法，使定期器失效。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
   // ...
    self.displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:[YYWeakProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(executeDispalyLink:)];
    [self.displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes];
   //...
}

- (void)executeDispalyLink:(CADisplayLink *)displayLink{
    //...
}

- (void)dealloc{
      [self.displayLink invalidate];
}

問題的關(guān)鍵來了：為什么NSProxy的子類YYWeakProxy可以解決NSTimer/CADisplayLink的循環(huán)引用問題。原因如下：

  • NSProxy本身是一個抽象類，它遵循NSObject協(xié)議，提供了消息轉(zhuǎn)發(fā)的通用接口，NSProxy通常用來實現(xiàn)消息轉(zhuǎn)發(fā)機制和惰性初始化資源。不能直接使用NSProxy。需要創(chuàng)建NSProxy的子類，并實現(xiàn)init以及消息轉(zhuǎn)發(fā)的相關(guān)方法，才可以用。

  • YYWeakProxy繼承了NSProxy，定義了一個弱引用的target對象，通過重寫消息轉(zhuǎn)發(fā)等關(guān)鍵方法，讓target對象去處理接收到的消息。在整個引用鏈中，Controller對象強引用NSTimer/CADisplayLink對象，NSTimer/CADisplayLink對象強引用YYWeakProxy對象，而YYWeakProxy對象弱引用Controller對象，所以在YYWeakProxy對象的作用下，Controller對象和NSTimer/CADisplayLink對象之間并沒有相互持有，完美解決循環(huán)引用的問題。

Demo源碼見QSUseTimerDemo

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