面试题：Objective-C中如何使用 Instruments 工具检测内存泄漏

Question

请详细描述在Objective-C项目中，使用 Instruments 工具检测内存泄漏的具体步骤，以及如何解读 Instruments 工具生成的内存泄漏报告。

Answer 1

使用Instruments工具检测内存泄漏的具体步骤：

1. 打开Instruments：在Xcode菜单栏中选择“Xcode” -> “Open Developer Tool” -> “Instruments”。
2. 选择模板：在弹出的“Instruments”窗口中，选择“Leaks”模板，该模板专门用于检测内存泄漏问题。然后点击“Choose”按钮。
3. 选择目标应用：如果你的设备已经连接并且应用已安装在设备上，在Instruments左上角的设备列表中选择你的设备以及要分析的应用。如果是模拟器运行的应用，同样在列表中选择对应的模拟器及应用。
4. 开始记录：点击Instruments界面中的红色圆形录制按钮，开始运行应用并记录内存使用情况。
5. 操作应用：在应用运行过程中，模拟各种用户操作场景，尽量覆盖应用的各个功能模块，以确保潜在的内存泄漏情况能够被触发。例如，多次打开和关闭视图控制器、反复加载和卸载数据等操作。
6. 停止记录：完成操作后，点击Instruments界面中的黑色方形停止按钮，停止记录。此时，Instruments会对记录的数据进行分析，并展示内存泄漏相关的信息。

解读Instruments工具生成的内存泄漏报告：

1. Leaks列表：在Instruments的主窗口中，“Leaks”面板会列出检测到的所有内存泄漏情况。每一行代表一个泄漏的内存块，包括以下关键信息：
   • Address：泄漏内存块的地址。
   • Size：泄漏内存块的大小，以字节为单位。较大的泄漏内存块通常需要优先关注，因为它们对应用性能的影响可能更大。
   • Responsible Library：导致内存泄漏的库或框架。通常如果是自己的应用代码导致的泄漏，这里会显示应用的名称；如果是系统库导致的，会显示相应的系统库名称。在分析泄漏原因时，需要重点查看自己应用代码导致的泄漏情况。
   • Responsible Caller：导致内存泄漏的函数调用。这是定位内存泄漏代码位置的重要线索，通过查看该函数调用，可以追溯到具体是哪段代码在分配内存后没有正确释放。
2. Call Tree：在“Instruments”窗口的下方，切换到“Call Tree”视图。这里展示了导致内存泄漏的函数调用堆栈。通过展开各个函数节点，可以看到函数之间的调用关系。从顶部的函数开始，逐步向下查找，确定在哪个函数中分配了内存但未释放。重点关注那些分配内存的函数（如alloc、malloc等），以及可能没有正确平衡内存释放的地方。
3. Heapshot：Heapshot是Instruments中的一个功能，用于拍摄应用内存堆的快照。在检测内存泄漏时，可以通过Heapshot对比不同时间点的内存堆状态，观察哪些对象的数量在不断增加，而没有相应的减少，这很可能是内存泄漏的迹象。在Leaks面板中，点击某个泄漏的内存块，然后在右侧的详细信息区域中，可能会看到“Heapshot”相关的按钮或链接，点击它们可以查看对应的Heapshot信息。
4. Object Graph：Object Graph以图形化的方式展示对象之间的引用关系。对于复杂的内存泄漏场景，通过查看Object Graph可以更好地理解对象之间的相互引用情况，确定是否存在循环引用导致的内存泄漏。在Leaks面板中选中泄漏的内存块后，在右侧详细信息区域可能会找到“Object Graph”相关选项，点击可查看对象图。如果发现对象之间形成了循环引用环，就需要在代码中打破这种循环引用，例如通过设置弱引用（weak）来解决。