CADisplayLink复颈、NSTimer的循環(huán)引用問題

CADisplayLink是QuartzCore框架下的的一種定時器，用在跟畫圖相關(guān)的處理當(dāng)中。NSTimer大家應(yīng)該很熟悉枕赵，是我們最常用的定時器渴析。這兩種定時器分別提供如下兩個API

+ (CADisplayLink *)displayLinkWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel;

+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo;

這兩個API里面都有target參數(shù)晚伙，該target會被CADisplayLink/NSTimer強引用。如果CADisplayLink或者NSTimer作為屬性被一個視圖控制器VC強引用俭茧，當(dāng)我們在調(diào)用上述兩個API的時候咆疗，target參數(shù)傳VC，這樣VC和CADisplayLink/NSTimer之間便會形成引用循環(huán)母债，無法釋放午磁，造成內(nèi)存泄漏。圖示如下

NSTimer/CADisplayLink產(chǎn)生循環(huán)引用

NSTimer的解決方案1
通過使用別的API來添加NSTimer毡们，如

 (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti invocation:(NSInvocation *)invocation repeats:(BOOL)yesOrNo;

并且將self通過__weak typeof(self) weakSelf == self;包裝成弱指針迅皇，傳入其中即可。

NSTimer的解決方案2
通過增加一個中間代理對象來打破引用循環(huán)衙熔。請看下圖

現(xiàn)在還有一個細節(jié)需要處理块仆，增加代理對象otherObject之前，是由timer通過target直接調(diào)用VC里面的定時器方法的⊥醢担現(xiàn)在中間多了一層otherObject悔据，該如何實現(xiàn)定時器方法的調(diào)用呢？其實方法蠻多的俗壹，相信大家都能想出一些解決方案科汗。這里就直接推薦一種比較巧妙的方法——通過消息轉(zhuǎn)發(fā)。如下圖

代理對象的消息轉(zhuǎn)發(fā)

下面是一份代碼案例

#import "ViewController.h"
#import "CLProxy.h"

@interface ViewController ()
//@property (nonatomic, strong) CADisplayLink *link;
@property (nonatomic, strong) NSTimer *timer;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    //CADisplayLink用來保證調(diào)用頻率和屏幕的刷幀頻率一致，60FPS
//    self.link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:[CLProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(linkTest)];
//    [self.link addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
    self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 target:[CLProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(timerTest) userInfo:nil repeats:YES];
}

//- (void)linkTest {
//    NSLog(@"%s",__func__);
//}

- (void)timerTest {
    NSLog(@"%s",__func__);
}

-(void)dealloc {
    NSLog(@"%s",__func__);
}

@end

****************????????代理類CLProxy??????
**************** CLProxy.h  ****************
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface CLProxy : NSObject
+(instancetype)proxyWithTarget: (id)target;
@property (weak, nonatomic) id target;

@end

**************** CLProxy.m  ****************
#import "CLProxy.h"
@implementation CLProxy

+(instancetype)proxyWithTarget: (id)target {
    CLProxy *proxy = [[CLProxy alloc] init];
    proxy.target = target;
    return proxy;
}


-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    return self.target;
}
@end

該方案同樣適用于CADisplayLink讨勤，不再贅述箭跳。

認識NSProxy
大家可能看到過一個類叫NSProxy，但應(yīng)該很少能用到悬襟，這是一個非常特殊的類衅码。我們來對比一下它和NSObject的定義的對比

@interface NSProxy <NSObject> {
    Class   isa;
}

@interface NSObject <NSObject> {
    Class isa  ;
}

你可以看到，NSProxy和NSObject是同一層級的脊岳，因此也可以吧NSProxy理解成一個基類逝段。他們都遵守<NSObject>協(xié)議，他們都沒有父類割捅。

那么NSProxy是干嘛用的呢奶躯？其實它就是專門用來解決通過中間對象轉(zhuǎn)發(fā)消息的問題的。

這里先貼出案例代碼

#import "ViewController.h"
#import "CLProxy2.h"

@interface ViewController ()
@property (nonatomic, strong) NSTimer *timer;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
   
    self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1 target:[CLProxy2 proxyWithTarget:self] selector:@selector(timerTest) userInfo:nil repeats:YES];
}

- (void)timerTest {
    NSLog(@"%s",__func__);
}

-(void)dealloc {
    NSLog(@"%s",__func__);
    [self.timer invalidate];
}
@end

****************????????代理類CLProxy??????
**************** CLProxy2.h  ****************
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface CLProxy2 : NSProxy
+(instancetype)proxyWithTarget: (id)target;
@property (weak, nonatomic) id target;
@end

**************** CLProxy2.m  ****************

#import "CLProxy2.h"

@implementation CLProxy2

+(instancetype)proxyWithTarget: (id)target {
//NSProxy對象不需要調(diào)用init亿驾，因為它本來就沒有init方法嘹黔，直接alloc之后就可以使用
    CLProxy2 *proxy = [CLProxy2 alloc];
    proxy.target = target;
    return proxy;
    
}

@end

CLProxy2繼承自NSProxy，首先還是按照跟之前的案例的套路一樣，將VC儡蔓，timer和CLProxy2鏈接起來郭蕉，我們先不在CLProxy2對消息做任何處理，看一下會有什么情況喂江，結(jié)果是報錯信息

2019-08-26 11:26:13.486949+0800 內(nèi)存管理[3407:219430] *** Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: '*** -[NSProxy methodSignatureForSelector:] called!'

可以看出召锈，向CLProxy2對象發(fā)送一個它沒有實現(xiàn)的方法（消息），最后會調(diào)用methodSignatureForSelector方法获询。如果你很熟悉【OC消息機制】的話涨岁，對繼承自NSObject的類的實例對象發(fā)送消息，如果該對象沒有實現(xiàn)對應(yīng)的方法的話吉嚣，出現(xiàn)的報錯將是

2019-08-26 11:31:01.254135+0800 內(nèi)存管理[3456:222524] *** Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: '-[CLProxy timerTest]: unrecognized selector sent to instance 0x600000d64210'

也就是經(jīng)典的unrecognized selector sent to instance梢薪。
這是怎么回事呢？其實NSProxy接受到消息之后的處理流程如下

• [proxyObj message]
• （1）到proxyObj的類對象里面尋找對應(yīng)的方法尝哆，找到就調(diào)用
• （2）嘗試進入父類對象遞歸查找方法（省略該步驟）
• （3）找不到方法秉撇，嘗試進行方法動態(tài)解析(省略該步驟)
• （4）嘗試調(diào)用forwardingTargetForSelector進行消息轉(zhuǎn)發(fā)`(省略該步驟)
• （5）嘗試調(diào)用methodSignatureForSelector+forwardInvocation進行消息轉(zhuǎn)發(fā)。

因此可以發(fā)現(xiàn)较解，相比較完整的消息機制流程畜疾，NSProxy的處理過程中，省略了（2）印衔、（3）、（4）步驟姥敛。所以它相比于NSObject奸焙，效率更高，我們的今天所討論的代理對象傳遞消息問題彤敛，正好可以通過NSProxy來解決与帆，提升效率。根絕第（5）步驟墨榄，我們只需要在子類里面實現(xiàn)methodSignatureForSelector+forwardInvocation這兩個方法即可玄糟，上面的CLProxy2.m代碼修改如下即可

#import "CLProxy2.h"

@implementation CLProxy2

+(instancetype)proxyWithTarget: (id)target {
//NSProxy對象不需要調(diào)用init，因為它本來就沒有init方法袄秩，直接alloc之后就可以使用
    CLProxy2 *proxy = [CLProxy2 alloc];
    proxy.target = target;
    return proxy;
    
}


-(NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
    return [self.target methodSignatureForSelector:sel];
}

-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
    invocation.target = self.target;
    [invocation invoke];
}

@end

以后碰到類似的通過中間對象傳遞消息的場景阵翎，最為推薦的就是利用NSProxy來實現(xiàn)。

如果別人問你CADisplayLink之剧、NSTimer是否準時郭卫？

相信答案大家都會說：不準時。但是不準時的原因未必每個人都清楚背稼。那這里就來簡單梳理一下贰军。
CADisplayLink、NSTimer底層都是靠RunLoop來實現(xiàn)的蟹肘，也就是可以把它們理解成RunLoop所需要處理的事件词疼。我們知道RunLoop可以拿來刷新UI俯树，處理定時器（CADisplayLink、NSTimer）贰盗，處理點擊滑動事件等非常多的事情许饿。這里，就需要來了解一下RunLoop是如何觸發(fā)NSTimer任務(wù)的童太。RunLoop每循環(huán)一圈米辐，都會處理一定的事件，會消耗一定的時間书释，但是具體耗時多少這個是無法確定的翘贮。
假如你開啟一個timer，隔1秒觸發(fā)定時器事件爆惧，RunLoop會開始累計每一圈循環(huán)的用時狸页，當(dāng)時間累計夠1秒，就會觸發(fā)定時器事件扯再。你有興趣的話芍耘，是可以在RunLoop的源碼里面找到時間累加相關(guān)代碼的∠ㄗ瑁可以借助下圖來加深理解

NSTimer的準時觸發(fā)

NSTimer不準時情況

所以CADisplayLink、NSTimer是無法保證準時性的秃殉。

GCD定時器

GCD的定時器是直接跟系統(tǒng)內(nèi)核掛鉤坝初，不依賴于RunLoop機制，所以時間是相當(dāng)精準的钾军。GCD定時器的使用非常簡單鳄袍，如下所示

@interface ViewController ()
@property (nonatomic, strong) dispatch_source_t timer;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //初始化定時器
    self.timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_main_queue());
    //開始時間
    dispatch_time_t startTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 3.0*NSEC_PER_SEC);
    //間隔時間
    uint64_t intervalTime = 1.0;
    //誤差時間
    uint64_t leewayTime = 0;
    //設(shè)置定時器時間
    dispatch_source_set_timer(self.timer, startTime, 1.0 * NSEC_PER_SEC, 0 * NSEC_PER_SEC);
    //設(shè)置定時器回調(diào)事件
    dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{
        //定時器事件代碼
        NSLog(@"GCD定時器事件");
        //如果定時器不需要重復(fù)，可以在這里取消定時器
        dispatch_source_cancel(self.timer);
    });
    //運行定時器
    dispatch_resume(self.timer);
    
}

GCD計時器細節(jié)：我們之前在RunLoop一章中討論過使用NSTimer被界面滑動事件阻塞的問題吏恭，置于相同的場景下（GCD定時器放主線程）拗小，GCD定時器是不會受到UI界面滑動的印象的，其根本原因就是在于GCD定時器跟RunLoop是沒有關(guān)系的,它們是兩套獨立的機制樱哼，因此GCD的定時器不會受到RunLoopMode的約束哀九。大家可以自己通過代碼體會一下。

另外需要注意一下唇礁，ARC環(huán)境下勾栗，GCD里面的創(chuàng)建的一些對象都是不需要銷毀的。GCD已經(jīng)幫我們做好了內(nèi)存管理相關(guān)的事情盏筐。