iOS易引起内存泄漏原因总结

最近通过Analyze及Leaks等工具对项目进行了内存泄漏问题的检测及修改，现对遇到的易造成内存泄漏的问题进行一些总结，每点中都列举了会造成内存泄漏的代码书写方式，并对其原因进行分析，最后给出了相关的解决方案。

接下来就开始进行总结：

一、 循环引用

循环引用是在iOS可能引起内存泄漏的主要原因，这类问题常见的出现在Block的使用中，由于Block会持有所使用到的变量，下面就总结下Block使用中需要注意的点：

1. 在Block中使用self关键字

示例代码

@interface TestModel : NSObject

@property (nonatomic, copy) void(^TheBlock)(void);

@end

@implementation TestModel

@end


@interface TestViewController ()

@property (nonatomic, strong) TestModel *model;

@end

@implementation TestViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    self.model = [[TestModel alloc] init];
    self.model.TheBlock = ^{
        NSLog(@"TestViewController->%@", self);
    };
}

@end

问题分析

此类问题为最基本的循环引用问题，即TestViewController持有TestModel，TestModel持有Block，Block持有TestViewController。

解决方案

在Block中使用weakSelf打破循环引用。

2. 在Blcok中访问对象的实例变量

示例代码

@interface TestViewController ()

@property (nonatomic, copy) NSString *foo;

@end

@implementation TestViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    void(^block)(void) = ^{
        NSLog(@"foo->%@", _foo);
    };
    
    block();
}

@end

问题分析

该种写法不一定会造成内存泄漏，只有在TestViewController的持有链中持有block时才会造成内存泄漏。原因在于在Block中使用某个对象的实例变量时，会持有该对象。

解决方案

建议在Block中使用实例变量时显式指出self.或weakSelf.，通过显式指出，可以在一定程度上提示开发人员注意解决self持有问题。

3. 在Block中使用super关键字

示例代码

@implementation TestViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    void(^block)(void) = ^{
        NSLog(@"description->%@", [super description]);
    };
    
    block();
}

@end

问题分析

该类问题与前一点类似，都是只有在TestViewController的持有链中持有block才会造成循环引用。问题原因在于，使用super时，寻找的对应方法为父类中方法，即在最终转换为objc_msgSend时，传入的第一个参数依旧为对象本身，从而使Block持有对象。

解决方案

(1) 使用super时确保该Block不会被对象持有链持有。

(2) 将相关super的调用包装成一个方法，在Block中使用weakSelf去调用该方法。

4. Block中使用宏定义

示例代码

#define TOP_TITLE_HEIGHT self.navigationController.navigationBar.frame.size.height

@implementation TestViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    void(^block)(void) = ^{
        NSLog(@"description->%@", @(TOP_TITLE_HEIGHT));
    };
    
    block();
}

@end

问题分析

该情况同样是在对象持有链中持有block才会引起循环引用，但该情况由于使用的是宏定义，很容易造成对self使用检查的忽略。

解决方案

(1) 尽量避免在宏定义中使用self关键字。

(2) 同时在Block中使用宏定义时做到全面的检查。

5. 在Block中使用持有Block的变量

示例代码

@interface TestModel : NSObject

@property (nonatomic, copy) void(^TheBlock)(void);

@end

@implementation TestModel

@end


@implementation TestViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    TestModel *model = [[TestModel alloc] init];
    model.TheBlock = ^{
        NSLog(@"Model-->%@", model);
    };
}

@end

问题分析

该问题同样是在Block中捕获了Block持有链中的对象，从而形成持有循环，造成无法释放。

解决方案

解决方案与第一点相同，打破持有循环就可以，推荐在block中使用weakModel。

二、 内存管理问题

1. MRC与ARC混编

示例代码

//使用MRC模式进行内存管理
+ (id)objectWithContentOfFile:(NSString *)path
{
    NSData * data = [[NSData alloc] initWithContentsOfFile:path];
    id object = [self objectWithData:data];
    return object;
}

问题分析

在ARC推出这么久之后，我们的项目大多数使用ARC模式来管理内存，但是避免不了使用到一些MRC管理的文件，此时若在此类文件中遗忘掉内存管理，则会造成内存泄漏。

解决方案

(1) 对于使用--fno-objc-arc明确指定的文件，要做到手动管理内存（关于内存管理的知识，可以参考这篇文章）,同时建议对该文件提供的功能进行Leaks检测。

(2) 同时对于已经进行release的对象，应当避免再次访问，以防止触发野指针访问。建议对release之后的变量进行置空操作。

2. CoreFoundation与Foundation的桥接

实例代码

NSString * name = (__bridge NSString *)ABRecordCopyCompositeName(person);

NSMutableDictionary *keychainQuery = [self foo];
SecItemDelete((__bridge_retained CFDictionaryRef)keychainQuery);

问题分析

上述代码出现内存泄漏的问题在于CoreFoundation下对象需要开发者自己管理。

第一段代码中，使用带copy字眼的函数创建了CoreFoundation对象，进而桥接为Foundation对象，此时Foundation对象由ARC负责管理，而CoreFoundation对象则没有对应的释放，进而造成内存泄漏。

第二段代码中，使用__bridge_retained将Foundation对象桥接至CoreFoundation对象，此时Foundation对象由ARC负责管理，而CoreFoundation对象则没有对应的释放，进而造成内存泄漏。

解决方案

对于CoreFoundation与Foundation框架之间的桥接，可以使用下面三种方式：

1. __bridge

该桥接方法可以将CoreFoundation对象与Foundation对象进行桥接，桥接前后对于被桥接的对象没有计数的改变。

2. __bridge_retained

一般用在将Foundation对象桥接为CoreFoundation对象，该方法会使得对象计数增加，所以需要开发者对桥接后的CoreFoundation对象进行相应的计数减少。关于减少CoreFoundation对象计数的注意事项，有以下几点：

• 在将CoreFoundation对象进行计数减少后，为避免再次访问该对象可能造成野指针访问，建议及时将对象置为NULL。
• 对于CoreFoundation框架对象来说，可以使用CFRelease函数进行计数减少，需要注意的是，在调用该函数前要对对象进行NULL检查，CFRelease函数在对NULL操作时会发生崩溃。
• 对于某些类型的CoreFoundation对象，可以使用特有的减少计数方法，例如：CGImageRef对象可以使用CGImageRelease函数，CGFontRef对象可以使用CGFontRelease函数。但是具体函数是否封装了对NULL的检测，需要查看函数介绍，CGImageRef与CFRelease相同未检测NULL，CGFontRelease函数说明为/* Equivalent to `CFRelease(font)', except it doesn't crash (as CFRelease does) if `font' is NULL. */，封装了NULL的检测。

3. malloc的使用

实例代码

void *createWaveHeader()
{
    struct wave_header *header = (struct wave_header *)malloc(sizeof(struct wave_header));
        
    if (header == NULL) {
        return NULL;
    }
    
    //do somethind
    
    return header;
}

void foo()
{
    NSMutableData *wavDatas = [[NSMutableData alloc] init];

    void *header = createWaveHeader();
    [wavDatas appendBytes:header length:44];

    //do something
}

问题分析

这类问题主要为malloc申请内存未对应free导致内存泄漏。

解决方案

正常情况下我们在函数中使用malloc一般都会对应free，但在使用将malloc申请的内存作为返回值的函数时，很有可能遗忘对内存的释放。建议在使用返回指针的函数时要特别注重这类问题，同时函数的文档中也需要特别指出返回值需要调用者手动释放，避免调用者遗忘。

同时调用者在进行free之前，需要对指针进行NULL的检测。

在调用NSData的+ (instancetype)dataWithBytesNoCopy:(void *)bytes length:(NSUInteger)length;方法或+ (instancetype)dataWithBytesNoCopy:(void *)bytes length:(NSUInteger)length freeWhenDone:(BOOL)b;且传入YES时，会对bytes进行释放，无需显示调用free来释放bytes。

三、 其余需要注意的内存泄漏问题

1. 使用NSTimer

@interface TestViewController ()

@property (nonatomic, strong) NSTimer *timer;

@end

@implementation TestViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(timerAction) userInfo:nil repeats:YES];
}

- (void)timerAction
{
    NSLog(@"timer action");
}

@end

问题分析

NSTimer会对target进行持有，若不停止Timer，那么Timer会一直执行下去并一直持有TestViewController，造成TestViewController无法释放，形成内存泄漏。

解决方案

(1) 在Timer持有的对象想要释放时手动停止Timer。

(2) 打破Timer对target的强持有，具体方案可参考YYWeakProxy。

2. 使用NSURLSessionTask及其子类

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    NSURLSession *session = [NSURLSession sharedSession];
    NSURLSessionDataTask *dataTask = [session dataTaskWithURL:[NSURL URLWithString:@"http://www.baidu.com"]];
}

问题分析

在生成NSURLSessionTask及其子类对象时，该对象会处于挂起状态，此时该对象会一直常驻内存，若代码失去对该对象的引用，那么就会造成内存泄漏。

解决方案

在代码对NSURLSessionTask及其子类对象失去引用前，需要为该对象调用cancel或resume方法，使之脱离挂起状态。