面试题：Objective-C对象销毁时的内存管理及相关机制

Question

当Objective-C对象销毁时，ARC（自动引用计数）和MRC（手动引用计数）分别是如何管理内存的？请深入分析ARC的工作原理，以及在ARC环境下可能出现的内存泄漏场景及解决方案。

Answer 1

ARC（自动引用计数）管理内存方式

• 对象销毁时：ARC 会在对象的引用计数降为 0 时，自动释放该对象占用的内存。编译器会在编译期自动插入适当的内存管理代码，例如 retain、release 和 autorelease 等操作。
• 工作原理：
  • 编译期处理：编译器会分析代码中对象的生命周期，在适当的位置插入内存管理的调用。当对象被创建或被赋值给一个新的变量时，引用计数增加；当对象的作用域结束或者变量被赋值为 nil 时，引用计数减少。
  • 运行时机制：ARC 依赖运行时系统来跟踪对象的引用计数。运行时系统会维护一个引用计数表，记录每个对象的引用计数。当引用计数变为 0 时，运行时系统会自动调用对象的 dealloc 方法来释放内存。

MRC（手动引用计数）管理内存方式

• 对象销毁时：在 MRC 中，开发者需要手动调用 release 方法来减少对象的引用计数。当引用计数降为 0 时，对象会自动调用 dealloc 方法释放内存。如果开发者忘记调用 release 方法，就会导致内存泄漏。

ARC 环境下可能出现的内存泄漏场景及解决方案

1. 循环引用：
   • 场景：两个或多个对象相互强引用，导致它们的引用计数永远不会降为 0。例如，对象 A 持有对象 B 的强引用，对象 B 又持有对象 A 的强引用。
   • 解决方案：使用弱引用（weak）或无主引用（unowned）来打破循环引用。在上述例子中，可以将其中一个引用改为 weak 或 unowned。如果对象 B 可能为 nil，可以使用 weak；如果对象 B 不会为 nil，可以使用 unowned。
2. NSTimer 导致的泄漏：
   • 场景：如果使用 scheduledTimerWithTimeInterval:target:selector:userInfo:repeats: 方法创建 NSTimer，并且 target 是 self，由于 NSTimer 对 target 持有强引用，而 self 又对 NSTimer 持有强引用，就会导致循环引用。
   • 解决方案：
     • 使用 block 形式的 NSTimer 初始化方法 scheduledTimerWithTimeInterval:repeats:block:，这样可以避免强引用 target。
     • 或者在适当的时候手动 invalidate NSTimer，并将其设置为 nil。
3. Block 导致的泄漏：
   • 场景：如果 block 内部使用了 self，并且 block 被强引用，就会形成循环引用。例如，在 viewController 中定义一个 block 属性，并在 block 内部访问 self 的属性。
   • 解决方案：使用 weak 或 strong 关键字修饰 self。一般先使用 __weak typeof(self) weakSelf = self;，然后在 block 内部使用 weakSelf。如果需要在 block 内部保持 self 的生命周期，可以在 block 内部再使用 __strong typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;。