weak-strong dance 簡介
使用 Block 時可以通過__weak來避免循環(huán)引用已經是眾所周知的事情:
// OCClass.m
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.handler = ^{ NSLog(@"Self is %@", weakSelf); };
這時handler持有 Block 對象肖粮，而 Block 對象雖然捕獲了weakSelf喇澡，延長了weakSelf這個局部變量的生命周期度苔，但weakSelf是附有__weak修飾符的變量，它并不會持有對象迹鹅，一旦它指向的對象被廢棄了澳腹，它將自動被賦值為nil嗅战。在多線程情況下，可能weakSelf指向的對象會在 Block 執(zhí)行前被廢棄净赴，這在上例中無傷大雅绳矩，只會輸出Self is nil，但在有些情況下（譬如在 Block 中有移除 KVO 的觀察者的邏輯玖翅，在執(zhí)行到該邏輯前 self 就釋放了）就會導致 crash翼馆。這時可以在 Block 內部（第一句）再持有一次weakSelf指向的對象，保證在執(zhí)行 Block 期間該對象不會被廢棄金度，這就是所謂的 weak-strong dance：
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.handler = ^{
typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
// ...
[strongSelf.obserable removeObserver:strongSelf
forKeyPath:kObservableProperty];
};
typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf這一句等于__strong typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf应媚，在 ARC 模式下，id 類型和 OC 對象類型默認的所有權修飾符就是__strong猜极，所以是可以省略的中姜。
問題
上面就是對 weak-strong dance 的掃盲級描述。不知道大家怎么想跟伏，反正我剛聽說這個東西的時候丢胚，是有幾個疑惑的：
-
self指向的對象已經被廢棄的情況下翩瓜，_handler成員變量也不存在了，在 ARC 下會自動釋放它指向的 Block 對象携龟，這個時候 Block 對象應該已經沒有被變量所持有了兔跌，它的引用計數應該已經為0了，它應該被廢棄了啊峡蟋，為什么它還能繼續(xù)存在并執(zhí)行坟桅。（這個疑惑其實跟 weak-strong dance 無關，有興趣的可以看看层亿。）比如以下代碼桦卒，在 Block 執(zhí)行前退出這個頁面的話，該 Controller 實例會被廢棄匿又，但 Block 還是會執(zhí)行方灾，會打印“Self is (null)”。
typedef void (^Handler)();
@interface TestViewController ()
@property (nonatomic, strong) Handler handler;
@end
@implementation TestViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.handler = ^{
typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
NSLog(@"Self is %@", strongSelf);
};
NSTimeInterval interval = 6.0;
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(interval * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), weakSelf.handler);
}
- (void)dealloc {
NSLog(@"Released");
}
@end
- 本來在 Block 內部使用
weakSelf就是為了讓 Block 對象不持有self指向的對象碌更，那在 Block 內部又把weakSelf賦給strongSelf不就又持有self對象了么裕偿？又循環(huán)引用了？
要解決以上疑惑痛单，需要對 ARC嘿棘、Block、GCD 這些概念有比較深入的了解旭绒，主要是要清楚 Block 的實現原理鸟妙。離職前不久我在公司做過一個關于函數式編程的內部分享，講完 PPT 后有個同學問我“閉包”是怎么實現的挥吵，我當時沒有細說重父，因為不同語言在實現同一個概念時肯定會有一些差異，我也不是什么語言都精通忽匈，所以不敢妄議》课纾現在我也不敢說對所有語言的“閉包”實現都了如指掌，但至少對 OC 的閉包實現——Block 還算心中有數的丹允。下面先簡單介紹一下 Block 的實現郭厌，當然篇幅所限，會略過一些跟今天的主題關系不大的細節(jié)雕蔽。
Block 的實現
Block 是 C 語言的擴展功能折柠，支持 Block 的編譯器會把含有 Block 的代碼轉換成一般的 C 代碼執(zhí)行。之前我一直有用到“Block 對象”這個詞萎羔，因為一個 Block 實例就是一個含有“isa”指針的結構體液走，跟一般的 OC 對象的結構是一樣的：
struct __block_impl {
void *isa;
int Flags;
int Reserved;
void *FuncPtr;
};
struct __xx_block_impl_x {
struct __block_impl impl;
// ...
};
所以跟一般的 OC 對象一樣，這個isa指針也指向該 Block 實例的類型結構體（類對象，也有叫單件類的）缘眶，Block 有三種類型：
- _NSConcreteStackBlock
- _NSConcreteGlobalBlock
- _NSConcreteMallocBlock
這三種 Block 類的實例設置在不同的內存區(qū)域嘱根，_NSConcreteStackBlock 的實例設置在 stack 上，_NSConcreteGlobalBlock 的實例設置在 data segment（一般用來放置已初始化的全局變量）巷懈，_NSConcreteMallocBlock 的實例設置在 heap该抒。如果 Block 在記述全局變量的地方被設置或者 Block 沒有捕獲外部變量，那就生成一個 _NSConcreteGlobalBlock 實例顶燕。其它情況都會生成一個 _NSConcreteStackBlock 實例凑保，也就是說，它是在棧上的涌攻，所以一旦它所屬的變量超出了變量作用域欧引，該 Block 就被廢棄了。而當發(fā)生以下任一情況時：
- 手動調用 Block 的實例方法
copy - Block 作為函數返回值返回
- 將 Block 賦值給附有
__strong修飾符的成員變量 - 在方法名中含有
usingBlock的 Cocoa 框架方法或 GCD 的 API 中傳遞 Block
如果此時 Block 在棧上恳谎，那就復制一份到堆上芝此，并將復制得到的 Block 實例的isa指針設為 _NSConcreteMallocBlock：
imply.isa = &__NSConcreteMallocBlock;
而如果此時 Block 已經在堆上，那就把該 Block 的引用計數加1因痛。
解答疑惑一
說到這里婚苹，已經可以回答上文的第一個疑惑了。把 Block 賦值給self.handler的時候鸵膏，在棧上生成的 Block 被復制了一份膊升，放到堆上，并被_handler持有谭企。而之后如果你把這個 Block 當作 GCD 參數使用（比較常見的需要使用 weak-strong dance 的情況）廓译，GCD 函數內部會把該 Block 再 copy 一遍，而此時 Block 已經在堆上债查，則該 Block 的引用計數加1责循。所以此時 Block 的引用計數是大于1的，即使self對象被廢棄（譬如執(zhí)行了退出當前頁面之類的操作）攀操，Block 會被 release 一次，但它的引用計數仍然大于0秸抚，故而不會被廢棄速和。
捕獲對象變量
Block 捕獲外部變量其實可分為三種情況：
- 捕獲變量的瞬時值
- 捕獲
__block變量 - 捕獲對象
前兩種情況跟今天的主題關系不大，先按下不表剥汤。第三種情況颠放，也就是本文所舉例子的情況，如果不用__weak吭敢，而是直接捕獲self的話碰凶，代碼大概是這個樣子：
struct __block_impl {
void *isa;
int Flags;
int Reserved;
void *FuncPtr;
};
struct __xx_block_impl_y {
struct __block_impl impl;
OCClass *occlass; // 對象型變量不能作為 C 語言結構體成員，可能還需要做一些類型轉換，而且真實生成的代碼并不一定叫 occlass欲低，領會精神……
// ...
};
static void __xx_block_func_y(struct __xx_block_impl_y *__cself) {
OCClass *occlass = __cself -> occlass;
// ...
}
// ...
也就是說辕宏，表示 Block 實例的結構體中會多出一個OCClass類型的成員變量，它會在結構體初始化時被賦值砾莱。而結構體中的函數指針void *FuncPtr顯然是用來存放真正的 Block 操作的瑞筐，它會在結構體初始化的時候被賦值為__xx_block_func_y，__xx_block_func_y以表示 Block 對象的結構體實例為參數腊瑟，從而得到occlass這個對象（即被捕獲的self）聚假。顯然，這里會導致循環(huán)引用闰非，而使用了__weak之后膘格，表示 Block 對象的結構體中的成員變量occlass也將附有__weak修飾符：
__weak OCClass *occlass;
順便說一下，__weak修飾的變量不會持有對象财松，它用一張 weak 表（類似于引用計數表的散列表）來管理對象和變量瘪贱。賦值的時候它會以賦值對象的地址作為 key，變量的地址為 value游岳，注冊到 weak 表中政敢。一旦該對象被廢棄，就通過對象地址在 weak 表中找到變量的地址胚迫，賦值為 nil喷户，然后將該條記錄從 weak 表中刪除。
那當我們使用 weak-strong dance 的時候是怎么個情況呢访锻，會再次持有對象從而造成循環(huán)引用么褪尝？代碼大致如下：
struct __block_impl {
void *isa;
int Flags;
int Reserved;
void *FuncPtr;
};
struct __xx_block_impl_y {
struct __block_impl impl;
__weak OCClass *occlass;
// ...
};
static void __xx_block_func_y(struct __xx_block_impl_y *__cself) {
OCClass *occlass = __cself -> occlass;
// ...
}
解答疑惑二
__weak是個神奇的東西，每次使用__weak變量的時候期犬，都會取出該變量指向的對象并 retain河哑，然后將該對象注冊到 autoreleasepool 中。通過上述代碼我們可以發(fā)現龟虎，在__xx_block_func_y中璃谨，局部變量occlass會持有捕獲的對象，然后對象會被注冊到 autoreleasepool鲤妥。這是延長對象生命周期的關鍵（保證在執(zhí)行 Block 期間對象不會被廢棄）佳吞，但這不會造成循環(huán)引用，當函數執(zhí)行結束棉安，變量occlass超出作用域底扳，過一會兒（一般一次 RunLoop 之后），對象就被釋放了贡耽。所以 weak-strong dance 的行為非常符合預期：延長捕獲對象的生命周期衷模，一旦 Block 執(zhí)行完鹊汛，對象被釋放，而 Block 也會被釋放（如果被 GCD 之類的 API copy 過一次增加了引用計數阱冶，那最終也會被 GCD 釋放）刁憋。
額外好處
上文說了每使用一次_weak變量就會把對象注冊到 autoreleasepool 中，所以如果短時間內大量使用_weak變量的話熙揍，會導致注冊到 autoreleasepool 中的對象大量增加职祷，占用一定內存。而 weak-strong dance 恰好無意中解決了這個隱患届囚，在執(zhí)行 Block 時有梆，把_weak變量（weakSelf）賦值給一個臨時變量（strongSelf），之后一直都使用這個臨時變量意系，所以_weak變量只使用了一次泥耀，也就只有一個對象注冊到 autoreleasepool 中。
