iOS开发基础16-使用 `NSTimer` 时避免内存泄露的技巧和最佳实践

在iOS开发中，NSTimer 是一个常用的工具，用于实现周期性任务。然而，在使用过程中，如果不注意管理内存，容易导致内存泄露问题，特别是当 NSTimer 针对 self 执行回调时。这篇文章将详细介绍如何通过一些技巧和封装来避免这些问题。

问题背景

以下代码创建了一个计时器，每隔3秒钟在控制台输出一次 "Fire"：

@interface DetailViewController ()
@property (nonatomic, weak) NSTimer *timer;
@end

@implementation DetailViewController

- (IBAction)fireButtonPressed:(id)sender {
    _timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3.0f
                                              target:self
                                            selector:@selector(timerFire:)
                                            userInfo:nil
                                             repeats:YES];
    [_timer fire];
}

- (void)timerFire:(id)userinfo {
    NSLog(@"Fire");
}
@end

尽管上述代码可以正常工作，但我们发现，即使跳转到其他界面，计时器依然在后台继续运行。显然，计时器没有被正确释放。

内存泄露分析

强引用的陷阱

1. NSTimer 被 RunLoop 强引用：当 NSTimer 被添加到 RunLoop 中时，它会被 RunLoop 强引用，从而不需要你手动保留它。

   Note in particular that run loops maintain strong references to their timers, so you don’t have to maintain your own strong reference to a timer after you have added it to a run loop.
   

2. NSTimer 强引用 target：一个更为重要的点是，NSTimer 会强引用其 target，即使 target 是 self。

   Target is the object to which to send the message specified by aSelector when the timer fires. The timer maintains a strong reference to target until it (the timer) is invalidated.
   

因此，如果 target 是 self，NSTimer 会保持对 self 的强引用，导致 self 不能被释放，从而不会调用 dealloc 方法来释放计时器。

解决方案

1. 手动释放 NSTimer

在视图控制器的 dealloc 方法中手动调用 invalidate 来释放计时器：

- (void)dealloc {
    [_timer invalidate];
    NSLog(@"%@ dealloc", NSStringFromClass([self class]));
}

此方法虽然直截了当，但需要注意在合适的时机调用 invalidate，特别是计时器所在的线程。

2. 使用弱引用目标（HWWeakTimerTarget）

为了避免 NSTimer 强引用 self，可以创建一个中间目标来打破这种强引用关系。

实现中间目标

首先，定义一个中间目标类：

@interface HWWeakTimerTarget : NSObject
@property (nonatomic, weak) id target;
@property (nonatomic, assign) SEL selector;
@property (nonatomic, weak) NSTimer *timer;
@end

@implementation HWWeakTimerTarget

- (void)fire:(NSTimer *)timer {
    if (self.target) {
        [self.target performSelector:self.selector withObject:timer.userInfo];
    } else {
        [self.timer invalidate];
    }
}

@end

定义一个新的 scheduledTimerWithTimeInterval 方法

封装一个新的方法来创建 NSTimer，通过使用 HWWeakTimerTarget：

+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval
                                      target:(id)aTarget
                                    selector:(SEL)aSelector
                                    userInfo:(id)userInfo
                                     repeats:(BOOL)repeats {
    HWWeakTimerTarget *timerTarget = [[HWWeakTimerTarget alloc] init];
    timerTarget.target = aTarget;
    timerTarget.selector = aSelector;
    timerTarget.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:interval
                                                         target:timerTarget
                                                       selector:@selector(fire:)
                                                       userInfo:userInfo
                                                        repeats:repeats];
    return timerTarget.timer;
}

使用新的方法创建 NSTimer

- (IBAction)fireButtonPressed:(id)sender {
    _timer = [HWWeakTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3.0f
                                               target:self
                                             selector:@selector(timerFire:) 
                                             userInfo:nil
                                              repeats:YES];
    [_timer fire];
}

3. 使用 Block 方式的NSTimer

通过 Block 方式来创建 NSTimer，保持代码简洁：

实现 Block 版本的 NSTimer

+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval
                                      block:(HWTimerHandler)block
                                   userInfo:(id)userInfo
                                    repeats:(BOOL)repeats {
    return [self scheduledTimerWithTimeInterval:interval
                                         target:self
                                       selector:@selector(_timerBlockInvoke:)
                                       userInfo:@[[block copy], userInfo]
                                        repeats:repeats];
}

+ (void)_timerBlockInvoke:(NSArray *)userInfo {
    HWTimerHandler block = userInfo[0];
    id info = userInfo[1];
    if (block) {
        block(info);
    }
}

使用 Block 创建 NSTimer

- (IBAction)fireButtonPressed:(id)sender {
    _timer = [HWWeakTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3.0f
                                                    block:^(id userInfo) {
                                                        NSLog(@"%@", userInfo);
                                                    }
                                                 userInfo:@"Fire"
                                                  repeats:YES];
    [_timer fire];
}

总结

通过上述方式，可以有效避免在使用 NSTimer 时的内存泄露问题。关键在于：

1. 理解 NSTimer 和 RunLoop 的强引用关系。
2. 使用中间目标类（HWWeakTimerTarget）打破 NSTimer 对 self 的强引用。
3. 使用 Block 方式简化计时器的创建和管理。

这篇文章能帮助你更好地理解和使用 NSTimer，避免常见的内存泄露问题。