面试遇到block的第三天-内存管理和循环引用

本文主要分享一下对block内存管理和循环引用的理解，如果对block的本质和类型还不太理解的，建议先阅读下前面两篇文章，打个底，再继续阅读本文的内容。

内存管理

要写内存管理这块的内容，我们需要一个引子，前面的文章中可以看到过，但是没有拿出来说的一个地方，那就是__block修饰的对象类型。之前文章中大部分都是用了__block修饰的基础数据类型的变量，而没有着重说过对象类型。

__block修饰的对象类型

定义一个person类，再添加一个age属性，当person的实例被block捕获之后，我们通过clang编译之后看一下C++代码

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  Person *p;
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, Person *_p, int flags=0) : p(_p) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
  Person *p = __cself->p; // bound by copy

            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_86_ljphgvys0hzg8hfxdtv5q5gm0000gn_T_main_57603e_mi_0,(long)((NSInteger (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)p, sel_registerName("age")));
        }
static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src) {
_Block_object_assign((void*)&dst->p, (void*)src->p,3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);
}

static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) {
_Block_object_dispose((void*)src->p, 3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*/);
}

static struct __main_block_desc_0 {
  size_t reserved;
  size_t Block_size;
  void (*copy)(struct __main_block_impl_0*, struct __main_block_impl_0*);
  void (*dispose)(struct __main_block_impl_0*);
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0), __main_block_copy_0, __main_block_dispose_0};

这里我们主要是想关注一下__main_block_desc_0，看过前面文字的小伙伴一定知道，如果是捕获的外部变量是一个基础数据类型，那么__main_block_desc_0中只有reserved和Block_size，而当捕获了一个对象类型的变量之后，这里结构体里面就增加了copy和dispose，用来做内存管理。

copy的实现分别就是__main_block_copy_0, 内部调用了_Block_object_assign函数，_Block_object_assign会对变量行成强引用。

dispose的实现内部调用了_Block_object_dispose函数，_Block_object_dispose函数会自动释放引用的函数。

上面说的是没有被__block修饰的对象，下面再对比一下被修饰过之后捕获到block内部有什么不同。

struct __Block_byref_p_0 {
  void *__isa;
__Block_byref_p_0 *__forwarding;
 int __flags;
 int __size;
 void (*__Block_byref_id_object_copy)(void*, void*);
 void (*__Block_byref_id_object_dispose)(void*);
 Person *p;
};

struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  __Block_byref_p_0 *p; // by ref
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_p_0 *_p, int flags=0) : p(_p->__forwarding) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};

两点不同：

1. 之前分析过，被__block修饰之后，会生成一个对应的结构体__Block_byref_p_0
2. __Block_byref_p_0也新增了copy 和 dispose

所以这里总结一下被block捕获的变量的内存管理：

• 当block在栈上时，对捕获的变量不会产生强引用
• 当block被copy到堆上时 ，都会通过copy函数来处理变量
• 当block从堆上移除时，都会通过dispose函数来释放他们

再看一下__block修饰的对象，copy和dispose函数的实现

static void __main_block_copy_0(struct __main_block_impl_0*dst, struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_assign((void*)&dst->p, (void*)src->p, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}

static void __main_block_dispose_0(struct __main_block_impl_0*src) {_Block_object_dispose((void*)src->p, 8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*/);}

最后一个参数8/*BLOCK_FIELD_IS_BYREF*和上面的3/*BLOCK_FIELD_IS_OBJECT*，可以理解为枚举，用来区分是__block变量还是对象。

循环引用

继续再讨论一下循环引用的问题，这个也是block部分面试常被问到的问题， 举一个简单的循环引用的例子：

至于循环引用是如何引起的，这个其实并不是block相关的知识点，简单来说就是相互持有导致不能释放。只是block在使用中必须要注意的一个地方，后期如果有空写一写关于内存管理方法的文章，再详细说一说这个循环引用，本文主要分享几个解决block循环引用的方法。

先说一下使用了__weak之后，用clang命令 编译的问题

解决循环引用

1. __weak 、__unsafe_unretained 上面示例代码中的循环引用，就可以用__weak解决

- (void)test_block {
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.block = ^{
        NSLog(@"this is a block - %ld",(long)weakSelf.age);
    };
}

但是这样解决不算完美，还是有bug，比如block中有延迟调用，用__weak修饰后，这里类已经销毁，但是block中延迟调用的代码还未执行。

- (void)test_block {
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.block = ^{
        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"this is a block - %ld",(long)weakSelf.age);
        });
        
    };
    self.block();
}

关于__weak 和 __unsafe_unretained的区别呢，主要是安全性的区别，__weak 指向的对象销毁时，会自动让指针置为nil，而__unsafe_unretained没这个功能，是不安全的。

2. __block
   __block 解决循环引用有两点要注意，第一block必须要调用，第二block中需要把self置为nil。

- (void)test_block {
    NSLog(@"%s",__func__);
    __block Person *blockSelf = self;
    self.block = ^{
        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"this is a block - %ld",(long)blockSelf.age);
            blockSelf = nil;
        });
        
    };
    self.block();
}

3. MRC情况下的循环引用如何解决

对于以上几个解决block循环引用的方法，各有优缺，开发中我们还是要根据实际情况，去选择某一种解决的方案。