OC内存管理-NSTimer

一、NSTimer 使用

1.1 使用问题

static int num = 0;
@property (nonatomic, strong) NSTimer *timer;

self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:3.0 target:self selector:@selector(timerAction) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
//立即触发一次
[self.timer fire];

- (void)timerAction {
    num++;
    NSLog(@"timerAction: %d",num);
}

- (void)dealloc {
    [self.timer invalidate];
    self.timer = nil;
}

对于上面使用timerWithTimeInterval方式创建的timer需要主动调用NSRunLoop的addTimer触发计时器，当然也可以通过scheduledTimerWithTimeInterval方式来创建：

self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3.0 target:self selector:@selector(timerAction) userInfo:nil repeats:YES];

区别是不需要再调用NSRunLoop的触发方法，scheduledTimerWithTimeInterval内部会主动调用，汇编还原源码如下：

/* @class NSTimer */
+(int)scheduledTimerWithTimeInterval:(int)arg2 target:(int)arg3 selector:(int)arg4 userInfo:(int)arg5 repeats:(id)arg6 {
    CFRunLoopAddTimer(CFRunLoopGetCurrent(), [[objc_allocWithZone(arg0, arg1, arg2, arg3, arg4, arg5) initWithFireDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:r2] interval:arg2 target:arg3 selector:arg4 userInfo:arg5 repeats:r7] autorelease], **_kCFRunLoopDefaultMode);
    r0 = r19;
    return r0;
}

/* @class NSTimer */
+(int)timerWithTimeInterval:(int)arg2 target:(int)arg3 selector:(int)arg4 userInfo:(int)arg5 repeats:(id)arg6 {
    r0 = [objc_allocWithZone() initWithFireDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:r2] interval:arg2 target:arg3 selector:arg4 userInfo:arg5 repeats:r7];
    r0 = [r0 autorelease];
    return r0;
}

void -[NSCFTimer invalidate]() {
    CFRunLoopTimerInvalidate(r0);
    return;
}

以上timer在使用时候的坑点是会造成循环引用，不会走dealloc。在这个过程中self -> timer -> self。我们都清楚timer和self弱引用并不能解决问题，在这个过程中是runloop持有了timer，timer持有了self。而即使self使用__weak修饰赋值给timer的target并不能解决问题是因为timer持有target是强持有，__weak能解决block的循环引用是因为block捕获的是__weak类型变量。

官方文档说明了target被timer强持有：

image.png

在invalidate的时候timer将不再持有target。

1.2 问题处理

既然invalidate调用后timer不再持有target，那么就在合适的时机调用就可以了。

1.2.1 viewWillDisappear 中处理

- (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated {
    [super viewWillDisappear:animated];
    [self.timer invalidate];
    self.timer = nil;
}

viewWillDisappear中有个问题是退出页面和进入下一个页面都会调用这个API，如果只在退出页面的情况下要调用则需要做标记相关的处理。并且还有滑动返回等相关手势操作。

1.2.2 didMoveToParentViewController

更好的处理方式是在didMoveToParentViewController中进行相关逻辑处理：

- (void)didMoveToParentViewController:(UIViewController *)parent {
    if (parent == nil) {
       [self.timer invalidate];
        self.timer = nil;
    }
}

以上在业务层面处理循环引用并不优雅，并且随着业务逻辑复杂度的增加处理成本也越来越高。

二、block 方式

在iOS10以后系统提供了block形式的API供我们调用，这种形式timer不会持有target：

self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3.0 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
    num++;
    NSLog(@"timerAction: %d",num);
}];

需要在dealloc中调用invalidate。对于iOS10之前的版本可以自己实现一个，给NSTimer添加一个分类：

+ (NSTimer *)hp_scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval block:(void (^)(void))block repeats:(BOOL)repeats
{
    return [self scheduledTimerWithTimeInterval:interval target:self selector:@selector(hp_blockInvoke:) userInfo:[block copy] repeats:repeats];
}

+ (void)hp_blockInvoke:(NSTimer *)timer
{
    void (^block)(void) = timer.userInfo;
    if (block) {
        block();
    }
}

在这里将block的实现传递给了userInfo，在selector中取到了block进行了调用。target传递的是NSTimer类对象。这样self和timer就没有互相持有了。

调用：

self.timer = [NSTimer hp_scheduledTimerWithTimeInterval:3.0 block:^{
    num++;
    NSLog(@"timerAction: %d",num);
} repeats:YES];

同样的需要在dealloc中调用invalidate。

三、临时 Target

@property (nonatomic, strong) id target;

self.target = [[NSObject alloc] init];
class_addMethod([NSObject class], @selector(timerAction1), (IMP)timerActionFunc, "v@:");
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3.0 target:self.target selector:@selector(timerAction1) userInfo:nil repeats:YES];

void timerActionFunc(){
    num++;
    NSLog(@"timerActionFunc: %d",num);
}

既然是由于target造成的循环引用，那么只要target不是self就可以解决循环引用了，使用NSObject作为临时target传递给timer。NSObject添加一个timerActionFunc，最终timer会调用到timerActionFunc。timerAction1是一个不存在的方法。同样需要主动调用invalidate。

四、NSProxy 转发

@property (nonatomic, weak) id object;

+ (instancetype)proxyWithTransformObject:(id)object {
    HPProxy *proxy = [HPProxy alloc];
    proxy.object = object;
    return proxy;
}

//方式一：备用消息接收者（消息快速转发）
//为了保证中间件能够响应外部self的事件，需要通过消息转发机制，让实际的响应target还是外部self。
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    return self.object;
}

////方式二：慢速消息转发
//- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
//
//    if (!self.object) {
//        NSLog(@"error");
//    }
//    return [self.object methodSignatureForSelector:sel];
//}
//
//- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
//
//    if (self.object) {
//        [invocation invokeWithTarget:self.object];
//    } else {
//        NSLog(@"error");
//    }
//}

在消息转发过程中，可以将消息的响应者调用回target。这样就避免了互相持有(object在这里是弱引用)。
调用：

@property (nonatomic, strong) HPProxy *proxy;

self.proxy = [HPProxy proxyWithTransformObject:self];
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3.0 target:self.proxy selector:@selector(timerAction) userInfo:nil repeats:YES];

同样的需要在dealloc中调用invalidate后target就不被runloop间接持有了。

五、Wapper 包装 NSTimer

@property (nonatomic, weak) id target;
@property (nonatomic, assign) SEL aSelector;
@property (nonatomic, strong) NSTimer *timer;

- (instancetype)hp_initWithTimeInterval:(NSTimeInterval)timeInterval target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo {
    if (self == [super init]) {
        self.target = aTarget; // vc
        self.aSelector = aSelector; // 方法 -- vc 释放
        if ([self.target respondsToSelector:self.aSelector]) {
            //本类添加 aSelector
            Method method    = class_getInstanceMethod([self.target class], aSelector);
            const char *type = method_getTypeEncoding(method);
            class_addMethod([self class], aSelector, (IMP)timeActionWapper, type);
            //aSelector 是传递进来的。
            self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:timeInterval target:self selector:aSelector userInfo:userInfo repeats:yesOrNo];
        }
    }
    return self;
}

//提供给外界主动调用 timer 释放
- (void)hp_invalidate {
    [self.timer invalidate];
    self.timer = nil;
}

void timeActionWapper(HPTimerWrapper *warpper) {
    //交给 target 自己处理 aSelector
    if (warpper.target) {
        void (*hp_msgSend)(void *,SEL, id) = (void *)objc_msgSend;
        hp_msgSend((__bridge void *)(warpper.target), warpper.aSelector,warpper.timer);
    } else { // warpper target 不存在，直接释放 timer
        [warpper hp_invalidate];
    }
}

将NSTimer包组成了HPTimerWrapper，self只与HPTimerWrapper进行交互。
这样设计完全隔离了self与timer，timer与wapper构成循环引用，这里循环引用解除依赖target。当主动调用hp_invalidate解除或者target（也就是vc）消失后就主动解除了。

调用：

@property (nonatomic, strong) HPTimerWrapper *timerWapper;

self.timerWapper = [[HPTimerWrapper alloc] hp_initWithTimeInterval:1 target:self selector:@selector(timerAction) userInfo:nil repeats:YES];

这样做的好处是不需要在dealloc中调用hp_invalidate，在timeActionWapper中会自动调用。

总结：
NSTimer循环引用问题是由于runloop -> timer -> self -> timer造成的，只要打破互相持有就能解决循环引用问题。

主要有3种方式处理：

  • 1.业务层处理循环引用
    • 1.1viewWillDisappear中调用invalidate。
    • 1.2didMoveToParentViewController中调用invalidate。
  • 2.中介者处理
    • 2.1 封装block形式，NSTimer作为了中介者。iOS10以后系统提供了block形式的API。
    • 2.2 临时target形式，NSObject动态添加方法，NSTimer设置target为NSObject。
    • 2.3 NSProxy作为NSTimer的target通过消息快速/慢速转发回调用发。
    • 2.4 warpper封装NSTimer让NSTimer与self彻底隔离，self作为target，warpper中调用target中的方法。相比其它方式，warpper有自动调用invalidate的逻辑，不需要在dealloc中主动调用。
  • 3.GCD封装Timer，具体可以查看GCD底层分析（三）4.3 章节

TimerDemo
HPTimer

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