面试题：Objective-C 代码块循环引用检测的底层原理及优化

1. ARC 下代码块循环引用底层原理

对象引用关系：
- 在 Objective - C 中，当一个对象持有一个代码块，而代码块又捕获了该对象（通常通过 self）时，就会形成循环引用。例如：

@interface MyClass : NSObject
@property (nonatomic, copy) void (^myBlock)(void);
@end

@implementation MyClass
- (void)setupBlock {
    self.myBlock = ^{
        NSLog(@"%@", self);
    };
}
@end

在上述代码中，MyClass 对象持有 myBlock，而 myBlock 捕获了 self，这就导致 MyClass 对象和 myBlock 相互持有，形成循环引用。 - 在 ARC 机制下，对象的内存管理基于引用计数。每个对象都有一个引用计数，当对象被创建时，引用计数为 1。当有新的强引用指向该对象时，引用计数加 1；当强引用被释放时，引用计数减 1。只有当引用计数变为 0 时，对象才会被释放。在循环引用场景下，由于相互持有，两个对象的引用计数永远不会变为 0，从而导致内存泄漏。

内存释放流程：
- 正常情况下，当一个对象的所有强引用都被释放时，ARC 会自动减少该对象的引用计数。当引用计数降为 0 时，ARC 会自动调用对象的 dealloc 方法，释放对象占用的内存。
- 但在代码块循环引用场景中，由于对象之间相互持有，即使外部对这两个对象的引用都被释放，它们的引用计数也不会降为 0，dealloc 方法不会被调用，内存无法得到释放，造成内存泄漏。

2. 大规模项目中检测和预防代码块循环引用的方法

检测方法：
- 静态分析工具：
  - Clang 静态分析器：可以在编译时分析代码，检测可能存在的循环引用。它通过对代码的语法和语义分析，查找可能导致循环引用的模式。例如，它可以检测到代码块捕获 self 且所在对象持有该代码块的情况。在 Xcode 中，可以通过 Product -> Analyze 来运行 Clang 静态分析器。这种方式对原有代码侵入性小，几乎不增加运行时性能开销，但它只能检测一些较为明显的循环引用模式，对于复杂的逻辑可能无法准确检测。
  - 第三方静态分析工具：如 PVS - Studio，它具有更强大的分析能力，能够检测到一些 Clang 静态分析器可能遗漏的情况。它可以对项目进行全面的代码分析，查找潜在的循环引用以及其他代码缺陷。使用时需要在项目中集成该工具，对原有代码基本无侵入性，但可能会增加一定的编译时间。
- 运行时检测工具：
  - FBRetainCycleDetector：这是 Facebook 开源的一个运行时检测循环引用的工具。它通过在运行时遍历对象图，检测对象之间的引用关系，从而发现循环引用。在大规模项目中，可以在开发和测试阶段集成该工具。它能够准确检测到实际发生的循环引用，但由于需要在运行时进行大量的对象遍历操作，会对性能产生一定的影响，并且需要在代码中适当引入相关的检测逻辑，对原有代码有一定的侵入性。
预防方法：
- 使用弱引用：在代码块捕获对象时，使用弱引用来打破循环引用。例如：

@interface MyClass : NSObject
@property (nonatomic, copy) void (^myBlock)(void);
@end

@implementation MyClass
- (void)setupBlock {
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.myBlock = ^{
        __strong typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
        if (strongSelf) {
            NSLog(@"%@", strongSelf);
        }
    };
}
@end

这里通过 __weak 关键字创建一个弱引用 weakSelf，在代码块中使用 weakSelf 来捕获对象，避免了直接捕获 self 导致的循环引用。这种方式对原有代码侵入性较小，并且不会增加额外的性能开销。 - 良好的代码设计：在大规模项目中，合理的代码结构和设计可以减少循环引用的发生。例如，将代码块的逻辑分离到独立的类中，避免对象直接持有可能导致循环引用的代码块。这样虽然对代码结构有一定的调整，但从长远来看，可以提高代码的可维护性，减少循环引用等问题的出现。同时，对原有代码的侵入性取决于重构的程度。

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面试题：Objective-C 代码块循环引用检测的底层原理及优化

知识考点

面试题答案

1. ARC 下代码块循环引用底层原理

2. 大规模项目中检测和预防代码块循环引用的方法