本文介绍 weak（弱引用） 的语义、在运行时中的实现思路（SideTable/weak_table）、循环引用 的成因与破除方式，以及 block、delegate 等场景下的注意点。ARC 基础见 04-ARC详解。Block 的三种类型、copy 与捕获变量见 10-Block内存管理。
一、weak 的语义
1.1 定义
- weak：不增加对象的引用计数，不拥有对象；当对象被释放时，所有指向它的 weak 指针会被自动置为 nil，避免野指针。
- 与 strong 对比：strong 持有对象（rc+1），strong 不释放则对象不 dealloc；weak 不持有，对象可被其他引用释放，释放后 weak 自动置 nil。
1.2 使用场景
| 场景 | 说明 |
|---|
| 打破循环引用 | A → B → A，将其中一条边改为 weak，避免双方都无法释放 |
| 非拥有关系 | delegate、dataSource 等，通常用 weak，由外部持有生命周期 |
| block 内引用 self | 使用 [weak self] 避免 self → block → self 循环 |
二、循环引用（Retain Cycle）
2.1 成因
- 循环引用：对象 A 强引用 B，B 又强引用 A（或经过多条边回到 A），形成环；双方引用计数都不为 0，永远无法 dealloc，造成泄漏。
2.2 常见情形与破除
| 情形 | 破除方式 |
|---|
| 两个对象互相 strong | 一方改为 weak（如 child 对 parent 用 weak） |
| self → block → self | block 内用 [weak self]，必要时内部再 strong 一次避免提前释放 |
| delegate 双方都 strong | 通常 delegate 属性声明为 weak，由外部持有 |
| Timer 强引用 target | VC 强引用 timer，timer 强引用 target（即 VC）→ 循环；用 NSProxy 弱引用 VC 作为 timer 的 target，或 iOS 10+ 用 block 版 API |
2.3 Block 中 weak self 示例（Objective-C）
__weak typeof(self) wself = self;
self.block = ^{
__strong typeof(wself) sself = wself;
if (!sself) return;
[sself doSomething];
};
三、NSProxy 与 Weak、Timer 管理
3.1 NSTimer 的循环引用问题
- NSTimer 会强引用其 target；若 target 是 VC（或任意对象 A），且 A 又强引用了该 timer（如
self.timer），则形成 A → timer → target(A) 的循环，A 与 timer 都不会释放。
- 仅在 A 里用
__weak self 给 timer 的 target 传参无效：timer 内部保存的是传入的 target 指针并对其强引用，不会因为调用方用 weak 而改为弱引用。
3.2 用 NSProxy 打破 Timer 循环引用
- 思路：让 timer 的 target 不是一个强引用 self 的对象，而是一个中间对象；该中间对象对 self 只持 weak，并把 timer 的回调转发给 self。这样引用关系为：VC → timer → proxy（弱引用 VC），VC 释放时 proxy 的 weak 置 nil，proxy 可随之释放；timer 需在 VC 的 dealloc 里 invalidate，或由 proxy 在转发时发现 target 为 nil 时 invalidate（视实现而定）。
- NSProxy 是专门做「转发」的根类，不继承自 NSObject，实现 forwardInvocation: 与 methodSignatureForSelector:，把消息转给 weak 持有的 target 即可；内存上 proxy 只多一个 weak 指针，不增加 target 的引用计数。
3.3 WeakProxy 示例（Objective-C）
@interface WeakProxy : NSProxy
@property (nonatomic, weak) id target;
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;
@end
@implementation WeakProxy
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target {
WeakProxy *p = [WeakProxy alloc];
p.target = target;
return p;
}
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
return [self.target methodSignatureForSelector:sel];
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
[invocation invokeWithTarget:self.target];
}
@end
WeakProxy *proxy = [WeakProxy proxyWithTarget:self];
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 target:proxy selector:@selector(onTick) userInfo:nil repeats:YES];
3.4 Timer 管理要点小结
| 要点 | 说明 |
|---|
| invalidate | VC（或持有 timer 的对象）dealloc 前必须调用 [timer invalidate]，否则 RunLoop 持有 timer，timer 又强引用 target，导致泄漏或野指针。 |
| block 版 API（iOS 10+） | +[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:repeats:block:] 的 block 里用 [weak self]，timer 不直接强引用 self，可避免 timer→self 的强引用；仍需在 dealloc 里 invalidate。 |
| 子线程 | 子线程 RunLoop 默认不跑，timer 需加到 RunLoop 并 run；线程结束时记得 invalidate。 |
四、weak 实现思路（简述）
4.1 全局 weak 表
- 运行时维护全局的 weak 表（与对象地址关联）：记录「哪些 weak 指针正在指向该对象」。
- 当对象 dealloc 时，查该表，把表中所有 weak 指针置为 nil，再销毁对象。
4.2 SideTable 与 weak_table（概念）
- 为减少锁竞争，常用 SideTable 分片：根据对象地址映射到某一张 SideTable；每张表内有 weak_table，存「对象 → 指向它的 weak 指针列表」。
- storeWeak 等函数：在注册 weak 指针、对象释放时更新对应 SideTable 中的 weak 表。
4.3 流程图：对象释放时 weak 置 nil
flowchart TB
A[对象 dealloc] --> B[查 weak 表]
B --> C[遍历指向该对象的 weak 指针]
C --> D[将每个 weak 指针置为 nil]
D --> E[销毁对象]
五、思维导图小结
mindmap
root((weak 与循环引用))
weak 语义
不增加引用计数
对象释放时置 nil
循环引用
成环 无法释放
破除 一方改 weak
Block
weak self
strong self 防提前释放
NSProxy 与 Timer
Timer 强引用 target
WeakProxy 转发 破循环
实现
SideTable weak_table
dealloc 时清空 weak
参考文献
