IOS中的block和retain cycle

retain cycle 的産生

說到retain cycle，首先要提一下Objective-C的記憶體管理機制。

作為C語言的超集，Objective-C延續了C語言中手動管理記憶體的方式，但是差別于C++的極其非人道的記憶體管理，Objective-C提出了一些機制來減少記憶體管理的難度。 比如：記憶體計數。

在Objective-C中，凡是繼承自NSObject的類都提供了兩種方法，retain和release。當我們調用一個對象的retain時，這個對象的記憶體計數加1，反之，當我們調用release時， 對象的記憶體計數減1，隻有當對象記憶體計數為0時，這個對象才真正會被釋放，此時，對象的delloc方法會被調用來做些記憶體回收前的工作。

記憶體計數機制的好處在于我們可以明确配置設定一個使用權。比如，當一個對象A要使用另外一個對象B的時候，A會retain B一次以表示A使用B，而當B被使用完畢之後，A會 調用B的release方法來放棄使用權。這樣，一個對象可以被多個其他對象使用。而作為使用它的對象，也不必關心自己之外 被使用對象的使用情況（記憶體方面）。一般來講，對于類的成員變量，retain和release分别發生在指派和自身釋放的時候，這就是Obj-C程式中的經典寫法：

頭檔案中：

@property (nonatomic,retain) NSObject *obj;      

 在.m檔案裡：

- (void)dealloc{
    [obj release];
    [super dealloc];
}      

OK，這種方式可以很容易地管理記憶體，但是仍存在這一個問題，這就是retain cycle。

Retain cycle，翻譯成中文大概叫保留環吧。既然父對象持有子對象，而子對象會随父對象釋放而釋放，那麼，如果兩個對象互相為父對象怎麼辦？

比如A和B兩個對象，A持有B，B同時也持有A，按照上面的規則，A隻有B釋放之後才有可能釋放，同樣B隻有A釋放後才可能釋放，當雙方都在等待對方釋放的時候， retain cycle就形成了，結果是，兩個對象都永遠不會被釋放，最終記憶體洩露。

retain cycle使你程式設計的時候不得不注意一些問題。例如，要麼盡量保持子對象引用父對象的時候使用弱引用，也就是assign，比如

@property (nonatomic,assign) NSObject *parent;      

要麼及時地将造成retain cycle中的一個變量設定為nil，将環break掉。如果注意點，這并不是什麼特别大的問題。

嗯，注意點确實不是什麼問題，但是當IOS 4.0隻後，block的出現，使你更需要更為謹慎。

block與記憶體管理

block就是一段可以靈活使用的代碼，你可以把它當變量傳遞，指派，甚至可以把它聲明到函數體裡，更靈活的是你可以在裡面引用外部的環境。 最後一條使得block要有更多的考慮，既然block可以引用外部環境，那如何保證block被調用的時候當時的環境變量不被釋放呢？（block調用的時機可能是随意的）

答案就是，被block引用的變量都會被自動retain一次，這樣的話至少可以保證我們的調用是有效的。

說到這裡你能想到什麼嗎？對，還是retain cycle。因為block中的retain是隐式的，是以極易出現retain cycle的問題。

因為block本身也可以看做一個對象，也存在生命周期，也可以被持有，是以當這種情況出現的時候，我們該注意了，比如：

DoSomethingManager *manager = [[DoSomethingManager alloc] init];
manager.complete = ^{
    //...complete actions
    [manager otherAction];
    [manager release];
};      

retain cycle 就這麼形成了，即使調用了release，manager也不會釋放，因為manager和block互相持有了。為了解除retain cycle的話，我們可以這樣寫：

DoSomethingManager *manager = [[DoSomethingManager alloc] init];
manager.complete = ^{
    //...complete actions
    [manager otherAction];
    manager.complete = nil;
    [manager release];
};      

manager的complete被設定為nil，如此一來retain cycle也被破壞掉，前提是你确實不需要再次回調block了。

本來寫到這裡就算完了，但是新世紀總有新的挑戰，這就在于在Apple有推出了一種新的技術 ARC。

ARC 和 retain cycle

ARC (Auto Reference Counting), 翻譯為自動引用計數，是Apple為了進一步簡化記憶體管理來推出的技術。雖然為自動記憶體管理而生，但卻并算不上真正的自動管理。 這是因為ARC是一種編譯期的技術，它所做的是自動識别你的代碼并轉換成retain/release的形式，在這個層面上來看，ARC無非是簡化了代碼的書寫，并提供了部分性能上的優化， 而并不像Java之類的語言可以完全把垃圾回收抛之腦後（基本上）。關于ARC的細節可以看下面的網址：

http://developer.apple.com/library/ios/#releasenotes/ObjectiveC/RN-TransitioningToARC/Introduction/Introduction.html

下面我們主要談下ARC下retain cycle的問題。

ARC中，變量可以用三個關鍵字修飾：

__strong： 指派給這個變量的對象會自動被retain一次，如果在block中引用它，block也會retain它一次。__unsafe_unretained： 指派給這個變量不會被retain，也就是說被他修飾的變量的存在不能保證持有對象的可靠性，它可能已經被釋放了，而且留下了一個不安全的指針。不會被block retain。 __week：類似于__unsafe_unretained，隻是如果所持有的對象被釋放後，變量會自動被設定為nil，這樣更安全些，不過隻在IOS5.0以上的系統支援，同樣不會被block retain。

另外我們也可以用 __block 關鍵字修飾一個變量，表示這個變量能在block中被修改（值修改，而不是修改對象中的某一個屬性，可以了解為修改指針的指向）。會被自動retain。

于其他變量不同的是被 __block 修飾的變量在塊中儲存的是變量的位址。（其他為變量的值）

首先，上面的代碼你現在可以這麼寫：

DoSomethingManager *manager = [[DoSomethingManager alloc] init];
manager.complete = ^{
    //...complete actions
    [manager otherAction];
    manager.complete = nil;
};      

沒什麼問題，隻是去掉了ARC中禁止的release。

當然，我們也可以這麼寫。

__block DoSomethingManager *manager = [[DoSomethingManager alloc] init];
manager.complete = ^{
    //...complete actions
    [manager otherAction];
    manager = nil;
};      

 如果不用ARC，manager不會在block中被retain，但是采用了ARC就有些複雜了。block會retain manager變量，但是，由于__block變量儲存更為底層的變量位址， 是以當此變量被指向其他對象時，block便不對原來的對象負責，引發的結果就是之前對象被release掉，retain cycle被破壞。

或者這麼寫：

__block DoSomethingManager *manager = [[DoSomethingManager alloc] init];
DoSomethingManager __week *weekmanager = manager;
manager.complete = ^{
    //...complete actions
    [weekmanager otherAction];
};      

 上面的__week也可以用 __unsafe_unretained 替代，但是 __week 更安全些，雖然它不支援IOS5.0以下的系統。

被 __week 或者 __unsafe_unretained 修飾的變量不會被block retain，是以不會形成retain cycle，但是小心，保證你的對象不會在complete之前被釋放，否則會得到你意想不到的結果。