NSTimer,NSRunLoop,autoreleasepool,多線程的愛恨情仇

引言

NSTimer內存泄漏真的是因為vc與timer循環引用嗎？不是！

小伙伴們都知道，循環引用會造成內存泄漏，所謂循環引用無非就是強指針連成一個圈。但是，沒連成圈的強指針引用同樣可能造成內存泄漏，如NSTimer
注意：timer內存泄漏，部分童鞋認為是vc與timer循環引用造成的，這種說法是錯誤的！

正文

  • 內存泄漏

NSTimer內存泄漏的坑很多人都遇到過，為避免內存泄漏，部分童鞋是這么做的：

- (void)dealloc {
    [_timer invalidate];
}

更有甚者是這么做的：

- (void)dealloc {
    [_timer invalidate];
    _timer = nil;
}

然而并沒有什么...用！

通常會這么寫：

@interface NSTimerExample ()
@property (nonatomic, weak) NSTimer *timer0;
@property (nonatomic, weak) NSTimer *timer1;
@end

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    {
        NSTimer *one = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.f target:self selector:@selector(tick:) userInfo:@"timer0" repeats:YES];
        _timer0 = one;
    }
}


+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo

這句代碼timer會強引用target，即timer強引用vc，然而vc并沒有強引用timer，哪來的vc與timer循環引用？但是，如果vc沒有強引用timer，timer是如何存活的？
其實，上句代碼默認將timer加入到currentRunLoop中，currentRunLoop會強引用timer，而currentRunLoop就是mainRunLoop，mainRunLoop一直存活，所以timer可以存活

如，我們還會顯式的這么寫（這種runloop模式，在scrollview滑動時同樣可以工作）：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    {
        NSTimer *one = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.f target:self selector:@selector(tick:) userInfo:@"timer1" repeats:YES];
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:one forMode:NSRunLoopCommonModes];
        _timer1 = one;  
    }
}

回到問題，為啥vc的dealloc方法進不去？

關系圖.png

從以上關系圖可見，只要runLoop存活，vc必然存活，所以vc的dealloc方法自然就不會執行。因此，將timer的銷毀方法放在dealloc中必然造成內存泄漏！

基于這種關系鏈，只要銷毀兩條線中的任意一條，就不會出現內存泄漏

所以出現了這種方案：

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];
    
    NSTimer *one = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.f target:self selector:@selector(tick:) userInfo:@"timer0" repeats:YES];
    _timer0 = one;
}

- (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated {
    [super viewWillDisappear:animated];
    
    [_timer0 invalidate];
}

這樣做簡單粗暴，直接將兩條線都銷毀，確實沒有內存泄漏，可以滿足部分場景。但是如果在這個vc基礎上push一個新vc，而原vc的定時器還要繼續工作，這種方案顯然無法滿足需求。
雖然NSRunLoop提供了addTimer接口，但是并沒有提供removeTimer接口，顯然，runLoop與timer這條線無法直接銷毀，所以只能從vc與timer持有關系入手。
(CFRunLoopRef有這種接口)

CF_EXPORT void CFRunLoopAddTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef timer, CFRunLoopMode mode);
CF_EXPORT void CFRunLoopRemoveTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef timer, CFRunLoopMode mode);

思路很簡單，以NSProxy為基類，創建一個weak proxy類，弱引用target即可，關系圖如下：


新關系圖.png

proxy弱引用vc，所以vc可以釋放，當vc執行dealloc，在dealloc內部銷毀timer即可

proxy可以這么寫：

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface JKWeakProxy : NSProxy

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

+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

@implementation JKWeakProxy

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

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

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
    return [_target methodSignatureForSelector:sel];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
    if ([_target respondsToSelector:invocation.selector]) {
        [invocation invokeWithTarget:_target];
    }
}

- (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

此時代碼只要這樣寫就可以了：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    {
        JKWeakProxy *proxy = [JKWeakProxy proxyWithTarget:self];
        NSTimer *one = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.f target:proxy selector:@selector(tick:) userInfo:@"proxyTimer0" repeats:YES];
        _proxyTimer0 = one;
    }
}

- (void)dealloc {
    [_proxyTimer0 invalidate];
}

到這里，timer內存泄漏的坑已經完美解決。

再簡單說說timer與runloop的組合使用

  • NSTimer && NSRunLoop && autoreleasepool && 多線程

前面已經說過如何在scrollview滑動時，讓timer繼續工作

  NSTimer *one = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.f target:self selector:@selector(tick:) userInfo:@"timer1" repeats:YES];
  [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:one forMode:NSRunLoopCommonModes];
  _timer1 = one;

簡單說下NSRunLoopCommonModes，NSRunLoopCommonModes是一種偽模式，它表示一組runLoopMode的集合，具體包含：NSDefaultRunLoopMode、NSTaskDeathCheckMode、UITrackingRunLoopMode。由于含有UITrackingRunLoopMode，所以可以在滑動時繼續工作。

多線程中又是如何使用timer的呢？

    {
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
            JKWeakProxy *proxy = [JKWeakProxy proxyWithTarget:self];
            NSTimer *one = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.f target:proxy selector:@selector(tick:) userInfo:@"dispatchTimer0" repeats:YES];
            [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
            _dispatchTimer0 = one;
        });
    }

多線程中需要顯示啟動runloop，為啥？

我們無法主動創建runloop，只能通過[NSRunLoop currentRunLoop]、CFRunLoopGetCurrent()，[NSRunLoop mainRunLoop]、CFRunLoopGetMain()來獲取runloop。除主線程外，子線程創建后并不存在runloop，主動獲取后才有runloop。當子線程銷毀，runloop也隨之銷毀。

上句代碼為，獲取子線程的runloop，并開啟runloop，所以timer才可以正常運行。而在主線程中，mainRunLoop已經在程序運行時默認開啟，所以不需要顯示啟動runloop。

問題又來了，runloop開啟后，timer會一直在子線程中運行，所以子線程不會銷毀，因此runloop無法自動停止，這似乎又是個死循環。既然無法自動停止，可以選擇其他方式停止runloop

  1. runUntilDate
    {
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
            JKWeakProxy *proxy = [JKWeakProxy proxyWithTarget:self];
            NSTimer *one = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.f target:proxy selector:@selector(tick:) userInfo:@"dispatchTimer0" repeats:YES];
//            [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
            
            NSDate *date = [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:5.f];
            [[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:date];
            _dispatchTimer0 = one;
        });
    }

這樣可以讓runloop在5s后銷毀，但是如果銷毀時間不確定怎么辦？

這涉及到runloop的運行機制：
runloop在指定mode模式下運行，每種mode至少要有一個mode item，如果runloop在某種mode模式下不含mode item，那么runloop直接退出。mode item有3種，分別為: Source/Timer/Observer，它們對應CFRunLoopSourceRef/CFRunLoopTimerRef/CFRunLoopObserverRef。Source為事件源，Timer為時間觸發器，Observer為觀察者。

OK，了解這些之后現在可以銷毀子線程了

  1. invalidate

如果runloop在某種特停情況下要退出，由于上述代碼runloop的mode item只有Timer，所以只要銷毀timer，runloop就會退出

[_timer invalidate];
  • NSTimer并非真實的時間機制
    什么意思？即NSTimer并非基于我們現實生活中的物理時間。似乎還不是太好懂，可以從以下幾點理解：
  1. timer需要在某種特定的runLoopMode下運行，如果當前mode為非指定mode，timer不會被觸發，直到mode變成指定mode，timer開始運行
  2. 如果在指定mode下運行，但timer觸發事件的時間點runloop剛好在處理其他事件，timer對應的事件不會被觸發，直到下一次runloop循環
  3. 如果timer設置精度過高，由于runloop可能存在大量mode item，timer精度過高極有可能timer對應處理事件時間點出現誤差（精度最好不超過0.1s）

Tip: runloop的內部是通過dispatch_source_t和mach_absolute_time()控制時間的，因此要實現精確的定時器，應使用dispatch_source_t或者mach_absolute_time()。CADisplayLink在某種程度上也可以當做定時器，但與NSTimer一樣，并不準確。由于默認刷新頻率與屏幕相同，因此可以用來檢測FPS

  • autoreleasepool
    既然說到runloop，簡單說下autoreleasepool。runloop會默認創建autoreleasepool，在runloop睡眠前或者退出前會執行pop操作

autoreleasepool的簡單應用

    NSLog(@"begin");
    for (NSUInteger i = 0; i < 10000; i++) {
        NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"hello %zd", i];
        NSLog(@"%@", str);
    }
    NSLog(@"end");
before.gif

可以看到，內存一直在增加，并且for循環結束后，內存仍然不會釋放

可以將代碼加上autoreleasepool：

   NSLog(@"begin");
    for (NSUInteger i = 0; i < 10000; i++) {
        @autoreleasepool {
            NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"hello %zd", i];
            NSLog(@"%@", str);
        }
    }
    NSLog(@"end");
after.gif

可以看到，內存幾乎沒有變化

最后編輯于 ：
?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯系作者
平臺聲明：文章內容（如有圖片或視頻亦包括在內）由作者上傳并發布，文章內容僅代表作者本人觀點，簡書系信息發布平臺，僅提供信息存儲服務。

推薦閱讀更多精彩內容

  • 一、什么是runloop 字面意思是“消息循環、運行循環”。它不是線程，但它和線程息息相關。一般來講，一個線程一次...
    WeiHing閱讀 8,177評論 11贊 111
  • 轉自http://blog.ibireme.com/2015/05/18/runloop 深入理解RunLoop ...
    飄金閱讀 1,008評論 0贊 4
  • Runloop實現了線程內部的事件循環。一個線程通常一次只能執行一個任務，任務執行完成線程就會退出，但是有時候，我...
    大猿媛閱讀 241評論 0贊 1
  • RunLoop 是 iOS 和 OS X 開發中非常基礎的一個概念，這篇文章將從 CFRunLoop 的源碼入手，...
    iOS_Alex閱讀 913評論 0贊 10
  • Runloop是iOS和OSX開發中非常基礎的一個概念，從概念開始學習。 RunLoop的概念 -般說，一個線程一...
    小貓仔閱讀 1,019評論 0贊 1