block使用小结、在arc中使用block、如何防止循环引用
2014-02-20 16:38 三戒1993 阅读(126) 评论(0) 编辑 收藏 举报引言
使用block已经有一段时间了,感觉自己了解的还行,但是几天前看到CocoaChina上一个关于block的小测试主题 : 【小测试】你真的知道blocks在Objective-C中是怎么工作的吗?,发现竟然做错了几道, 才知道自己想当然的理解是错误的,所以抽时间学习了下,并且通过一些测试代码进行测试,产生这篇博客。
Block简介(copy一段)
Block作为C语言的扩展,并不是高新技术,和其他语言的闭包或lambda表达式是一回事。需要注意的是由于Objective-C在iOS中不支持GC机制,使用Block必须自己管理内存,而内存管理正是使用Block坑最多的地方,错误的内存管理 要么导致return cycle内存泄漏要么内存被提前释放导致crash。 Block的使用很像函数指针,不过与函数最大的不同是:Block可以访问函数以外、词法作用域以内的外部变量的值。换句话说,Block不仅 实现函数的功能,还能携带函数的执行环境。
可以这样理解,Block其实包含两个部分内容
- Block执行的代码,这是在编译的时候已经生成好的;
-
一个包含
Block执行时需要的所有外部变量值
的数据结构。 Block将使用到的、作用域附近到的变量的值
建立一份快照拷贝到栈上。
Block与函数另一个不同是,Block类似ObjC的对象,可以使用自动释放池管理内存(但Block并不完全等同于ObjC对象,后面将详细说明)。
Block基本语法
基本语法在本文就不赘述了,同学们自学。
Block的类型与内存管理
根据Block在内存中的位置分为三种类型NSGlobalBlock,NSStackBlock, NSMallocBlock。
- NSGlobalBlock:类似函数,位于text段;
- NSStackBlock:位于栈内存,函数返回后Block将无效;
- NSMallocBlock:位于堆内存。
1、NSGlobalBlock如下,我们可以通过是否引用外部变量识别,未引用外部变量即为NSGlobalBlock,可以当做函数使用。
{ //create a NSGlobalBlock float (^sum)(float, float) = ^(float a, float b){ return a + b; }; NSLog(@"block is %@", sum); //block is <__NSGlobalBlock__: 0x47d0> }
2、NSStackBlock如下:
{ NSArray *testArr = @[@"1", @"2"]; void (^TestBlock)(void) = ^{ NSLog(@"testArr :%@", testArr); }; NSLog(@"block is %@", ^{ NSLog(@"test Arr :%@", testArr); }); //block is <__NSStackBlock__: 0xbfffdac0> //打印可看出block是一个 NSStackBlock, 即在栈上, 当函数返回时block将无效 NSLog(@"block is %@", TestBlock); //block is <__NSMallocBlock__: 0x75425a0> //上面这句在非arc中打印是 NSStackBlock, 但是在arc中就是NSMallocBlock //即在arc中默认会将block从栈复制到堆上,而在非arc中,则需要手动copy. }
3、NSMallocBlock只需要对NSStackBlock进行copy操作就可以获取,但是retain操作就不行,会在下面说明
Block的copy、retain、release操作 (还是copy一段)
不同于NSObjec的copy、retain、release操作:
- Block_copy与copy等效,Block_release与release等效;
- 对Block不管是retain、copy、release都不会改变引用计数retainCount,retainCount始终是1;
- NSGlobalBlock:retain、copy、release操作都无效;
-
NSStackBlock:retain、release操作无效,必须注意的是,NSStackBlock在函数返回后,Block内存将被回收。即使retain也没用。容易犯的错误是[
[mutableAarry addObject:stackBlock]
,(补:在arc中不用担心此问题,因为arc中会默认将实例化的block拷贝到堆上)在函数出栈后,从mutableAarry中取到的stackBlock已经被回收,变成了野指针。正确的做法是先将stackBlock copy到堆上,然后加入数组:[mutableAarry addObject:[[stackBlock copy] autorelease]]
。支持copy,copy之后生成新的NSMallocBlock类型对象。 - NSMallocBlock支持retain、release,虽然retainCount始终是1,但内存管理器中仍然会增加、减少计数。copy之后不会生成新的对象,只是增加了一次引用,类似retain;
- 尽量不要对Block使用retain操作。
Block对外部变量的存取管理
基本数据类型
1、局部变量
局部自动变量,在Block中只读。Block定义时copy变量的值,在Block中作为常量使用,所以即使变量的值在Block外改变,也不影响他在Block中的值。
{ int base = 100; long (^sum)(int, int) = ^ long (int a, int b) { return base + a + b; }; base = 0; printf("%ld\n",sum(1,2)); // 这里输出是103,而不是3, 因为块内base为拷贝的常量 100 }
2、STATIC修饰符的全局变量
因为全局变量或静态变量在内存中的地址是固定的,Block在读取该变量值的时候是直接从其所在内存读出,获取到的是最新值,而不是在定义时copy的常量.
{ static int base = 100; long (^sum)(int, int) = ^ long (int a, int b) { base++; return base + a + b; }; base = 0; printf("%ld\n",sum(1,2)); // 这里输出是4,而不是103, 因为base被设置为了0 printf("%d\n", base); // 这里输出1, 因为sum中将base++了 }
3、__BLOCK修饰的变量
Block变量,被__block修饰的变量称作Block变量。 基本类型的Block变量等效于全局变量、或静态变量。
注:BLOCK被另一个BLOCK使用时,另一个BLOCK被COPY到堆上时,被使用的BLOCK也会被COPY。但作为参数的BLOCK是不会发生COPY的
OBJC对象
block对于objc对象的内存管理较为复杂,这里要分static global local block变量分析、还要分非arc和arc分析
非ARC中的变量
先看一段代码(非arc)
@interface MyClass : NSObject { NSObject* _instanceObj; } @end @implementation MyClass NSObject* __globalObj = nil; - (id) init { if (self = [super init]) { _instanceObj = [[NSObject alloc] init]; } return self; } - (void) test { static NSObject* __staticObj = nil; __globalObj = [[NSObject alloc] init]; __staticObj = [[NSObject alloc] init]; NSObject* localObj = [[NSObject alloc] init]; __block NSObject* blockObj = [[NSObject alloc] init]; typedef void (^MyBlock)(void) ; MyBlock aBlock = ^{ NSLog(@"%@", __globalObj); NSLog(@"%@", __staticObj); NSLog(@"%@", _instanceObj); NSLog(@"%@", localObj); NSLog(@"%@", blockObj); }; aBlock = [[aBlock copy] autorelease]; aBlock(); NSLog(@"%d", [__globalObj retainCount]); NSLog(@"%d", [__staticObj retainCount]); NSLog(@"%d", [_instanceObj retainCount]); NSLog(@"%d", [localObj retainCount]); NSLog(@"%d", [blockObj retainCount]); } @end int main(int argc, char *argv[]) { @autoreleasepool { MyClass* obj = [[[MyClass alloc] init] autorelease]; [obj test]; return 0; } }
执行结果为1 1 1 2 1。
__globalObj和__staticObj在内存中的位置是确定的,所以Block copy时不会retain对象。
_instanceObj在Block copy时也没有直接retain _instanceObj对象本身,但会retain self。所以在Block中可以直接读写_instanceObj变量。
localObj在Block copy时,系统自动retain对象,增加其引用计数。
blockObj在Block copy时也不会retain。
ARC中的变量测试
由于arc中没有retain,retainCount的概念。只有强引用和弱引用的概念。当一个变量没有__strong的指针指向它时,就会被系统释放。因此我们可以通过下面的代码来测试。
代码片段1(globalObject全局变量)
NSString *__globalString = nil; - (void)testGlobalObj { __globalString = @"1"; void (^TestBlock)(void) = ^{ NSLog(@"string is :%@", __globalString); //string isnull) }; __globalString = nil; TestBlock(); } - (void)testStaticObj { static NSString *__staticString = nil; __staticString = @"1"; printf("static address: %p\n", &__staticString); //static address: 0x6a8c void (^TestBlock)(void) = ^{ printf("static address: %p\n", &__staticString); //static address: 0x6a8c NSLog(@"string is : %@", __staticString); //string is
null) }; __staticString = nil; TestBlock(); } - (void)testLocalObj { NSString *__localString = nil; __localString = @"1"; printf("local address: %p\n", &__localString); //local address: 0xbfffd9c0 void (^TestBlock)(void) = ^{ printf("local address: %p\n", &__localString); //local address: 0x71723e4 NSLog(@"string is : %@", __localString); //string is : 1 }; __localString = nil; TestBlock(); } - (void)testBlockObj { __block NSString *_blockString = @"1"; void (^TestBlock)(void) = ^{ NSLog(@"string is : %@", _blockString); // string is
null) }; _blockString = nil; TestBlock(); } - (void)testWeakObj { NSString *__localString = @"1"; __weak NSString *weakString = __localString; printf("weak address: %p\n", &weakString); //weak address: 0xbfffd9c4 printf("weak str address: %p\n", weakString); //weak str address: 0x684c void (^TestBlock)(void) = ^{ printf("weak address: %p\n", &weakString); //weak address: 0x7144324 printf("weak str address: %p\n", weakString); //weak str address: 0x684c NSLog(@"string is : %@", weakString); //string is :1 }; __localString = nil; TestBlock(); }
由以上几个测试我们可以得出:
1、只有在使用local变量时,block会复制指针,且强引用指针指向的对象一次。其它如全局变量、static变量、block变量等,block不会拷贝指针,只会强引用指针指向的对象一次。
2、即时标记了为__weak或__unsafe_unretained的local变量。block仍会强引用指针对象一次。(这个不太明白,因为这种写法可在后面避免循环引用的问题)
循环引用retain cycle
循环引用指两个对象相互强引用了对方,即retain了对方,从而导致谁也释放不了谁的内存泄露问题。如声明一个delegate时一般用assign而不能用retain或strong,因为你一旦那么做了,很大可能引起循环引用。在以往的项目中,我几次用动态内存检查发现了循环引用导致的内存泄露。
这里讲的是block的循环引用问题,因为block在拷贝到堆上的时候,会retain其引用的外部变量,那么如果block中如果引用了他的宿主对象,那很有可能引起循环引用,如:
self.myblock = ^{ [self doSomething]; };
为测试循环引用,写了些测试代码用于避免循环引用的方法,如下,(只有arc的,懒得做非arc测试了)
- (void)dealloc { NSLog(@"no cycle retain"); } - (id)init { self = [super init]; if (self) { #if TestCycleRetainCase1 //会循环引用 self.myblock = ^{ [self doSomething]; }; #elif TestCycleRetainCase2 //会循环引用 __block TestCycleRetain *weakSelf = self; self.myblock = ^{ [weakSelf doSomething]; }; #elif TestCycleRetainCase3 //不会循环引用 __weak TestCycleRetain *weakSelf = self; self.myblock = ^{ [weakSelf doSomething]; }; #elif TestCycleRetainCase4 //不会循环引用 __unsafe_unretained TestCycleRetain *weakSelf = self; self.myblock = ^{ [weakSelf doSomething]; }; #endif NSLog(@"myblock is %@", self.myblock); } return self; } - (void)doSomething { NSLog(@"do Something"); } int main(int argc, char *argv[]) { @autoreleasepool { TestCycleRetain* obj = [[TestCycleRetain alloc] init]; obj = nil; return 0; } }
经过上面的测试发现,在加了__weak和__unsafe_unretained的变量引入后,TestCycleRetain方法可以正常执行dealloc方法,而不转换和用__block转换的变量都会引起循环引用。
因此防止循环引用的方法如下:
__unsafe_unretained TestCycleRetain *weakSelf = self;
end