面试题：自定义Objective-C类时如何防止内存泄漏并配合检测工具

Question

假设你正在开发一个复杂的Objective-C项目，需要自定义多个类。在这些类中，存在相互引用、循环引用等复杂情况。请详细说明你会采取哪些措施在代码层面防止内存泄漏，并且如何利用内存泄漏检测工具对这些自定义类进行全面的检测，确保没有潜在的内存泄漏问题

Answer 1

防止内存泄漏措施

1. 正确使用内存管理规则
   • ARC环境：如果项目使用ARC（自动引用计数），ARC会自动管理对象的内存。开发者需要遵循ARC的规则，例如不要手动调用release、retain或autorelease。ARC通过在编译期插入适当的内存管理代码，确保对象在其引用计数降为0时被自动释放。
   • MRC环境：在手动引用计数（MRC）环境下，要严格遵循引用计数的原则。当使用alloc、new、copy创建一个对象时，该对象的引用计数为1，开发者需要负责在不再使用该对象时调用release来减少引用计数。如果使用retain增加了对象的引用计数，同样需要在适当的时候调用release。
2. 处理循环引用
   • 使用弱引用（Weak References）：在存在循环引用的情况下，使用weak修饰符（ARC环境）或assign（MRC环境，不过assign不会自动置为nil，可能导致野指针问题）来打破循环。例如，在一个父子视图控制器关系中，如果父视图控制器强引用子视图控制器，子视图控制器可以使用弱引用来引用父视图控制器，这样就不会形成循环引用。
   • 使用无主引用（Unowned References）：unowned（ARC环境）类似于weak，但不会将引用设置为nil，适用于当两个对象的生命周期紧密相关，并且可以确保不会出现对象被提前释放的情况。例如，在一个视图和它的视图控制器之间，视图对视图控制器的引用可以使用unowned，因为视图的生命周期不会比视图控制器长。
3. 正确管理对象生命周期
   • 确保对象释放时机恰当：在对象不再需要时，确保其引用计数降为0。例如，在视图控制器的dealloc方法中，需要释放所有强引用的对象。如果有自定义的资源（如文件句柄、网络连接等），也需要在dealloc中正确关闭或释放。
   • 避免过度保留：不要在不必要的地方增加对象的引用计数。例如，在一个方法中创建了一个临时对象，并且该对象只在方法内部使用，不需要将其赋值给一个强引用的实例变量，以免导致对象生命周期延长。

内存泄漏检测工具及使用

1. Instruments
   • 启动Instruments：在Xcode中，可以通过Product -> Profile菜单启动Instruments。选择Leaks模板，它专门用于检测内存泄漏。
   • 运行测试：启动应用程序并执行各种操作，模拟用户的正常使用场景。Instruments会实时监测内存使用情况，当发现有对象分配了内存但没有被释放时，会将其标记为潜在的内存泄漏。
   • 分析报告：Leaks工具会显示泄漏对象的详细信息，包括对象的类、分配的内存地址、分配调用栈等。通过分析调用栈，可以定位到在代码中哪个地方分配了对象但没有正确释放。还可以查看时间轴，观察内存使用的趋势，判断是否存在内存增长异常的情况。
2. 静态分析（Static Analyzer）
   • 启动静态分析：在Xcode中，可以通过Product -> Analyze菜单启动静态分析。静态分析工具会在不运行应用程序的情况下，分析代码中的潜在问题，包括内存泄漏相关的问题，如未释放的对象、过度释放等。
   • 查看分析结果：静态分析结果会在Xcode的问题导航器中显示。每个问题都会指出代码中的具体位置以及可能存在的问题类型。开发者可以根据这些提示，修改代码以避免潜在的内存泄漏。
3. 第三方工具（如MLeaksFinder）
   • 集成MLeaksFinder：可以通过CocoaPods等方式将MLeaksFinder集成到项目中。MLeaksFinder是一个开源的内存泄漏检测工具，它在应用程序运行时检测对象的生命周期，能够检测到一些Instruments较难发现的内存泄漏情况。
   • 使用MLeaksFinder：在应用程序开发或测试过程中，运行应用程序并执行各种操作。MLeaksFinder会在后台监测对象的创建和销毁，当发现可能存在内存泄漏的对象时，会通过控制台输出或其他方式提示开发者。开发者可以根据提示进一步分析和解决内存泄漏问题。