面试题：Objective-C中ARC下的循环引用问题及解决方案

Question

在ARC环境下，举例说明可能会出现循环引用的场景，并详细描述至少两种解决循环引用的方法及其原理。

Answer 1

可能出现循环引用的场景举例

在ARC（自动引用计数）环境下，一个常见的循环引用场景是两个对象相互持有对方的强引用。例如：

@interface ClassA : NSObject
@property (strong, nonatomic) ClassB *classB;
@end

@interface ClassB : NSObject
@property (strong, nonatomic) ClassA *classA;
@end

@implementation ClassA
@end

@implementation ClassB
@end

在上述代码中，如果创建 ClassA 和 ClassB 的实例，并相互赋值对方的属性：

ClassA *a = [[ClassA alloc] init];
ClassB *b = [[ClassB alloc] init];
a.classB = b;
b.classA = a;

此时 a 对 b 有一个强引用，b 对 a 也有一个强引用，形成了循环引用。当超出作用域时，由于双方的强引用导致对方的引用计数不会降为0，从而无法被释放。

解决循环引用的方法及其原理

1. 使用弱引用（weak）

• 方法：将其中一个对象的属性改为 weak 类型。例如，修改 ClassB 的 classA 属性为 weak：

@interface ClassB : NSObject
@property (weak, nonatomic) ClassA *classA;
@end

• 原理：weak 引用不会增加对象的引用计数。当对象的强引用计数变为0被释放时，指向该对象的所有 weak 引用会自动被设置为 nil。在上述例子中，ClassA 对 ClassB 是强引用，ClassB 对 ClassA 是弱引用。当 ClassA 的其他强引用都消失后，其引用计数变为0被释放，此时 ClassB 的 classA 属性自动变为 nil，从而打破了循环引用。

2. 使用无主引用（unowned）

• 方法：在某些情况下，比如确定两个对象的生命周期相同且相互依赖，可以使用 unowned 引用。例如，在Swift中：

class ClassA {
    var classB: ClassB?
    init() {
        classB = ClassB(a: self)
    }
}

class ClassB {
    unowned let classA: ClassA
    init(a: ClassA) {
        classA = a
    }
}

• 原理：unowned 引用和 weak 类似，不会增加对象的引用计数。不同的是，unowned 引用在对象被释放后不会被设置为 nil，因此使用 unowned 时要确保引用的对象在其生命周期内始终存在，否则会导致野指针错误。在上述例子中，ClassA 持有 ClassB 的强引用，ClassB 持有 ClassA 的 unowned 引用，由于 ClassA 先初始化 ClassB，且二者生命周期相关，所以可以使用 unowned 打破循环引用。