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序言

MLeaksFinder 是WeRead團隊開源的一款檢測 iOS 內存泄漏的框架，其使用非常簡單，只需將文件加入項目中，如果有內存泄漏，2秒后自動彈出 alert 來捕捉循環(huán)引用。使得可以在開發(fā)快速找到大多數內存泄漏，而使用 Xcode Leak 工具更適合大范圍的，全部的尋找泄漏點。

WeRead團隊博客關于MLeaksFinder的介紹
MLeaksFinder：精準 iOS 內存泄露檢測工具

一使用實例

1.直接將MLeaksFinder文件夾導入項目中或者使用pod 'MLeaksFinder'都可以

ViewControllerpush進FirstViewController頁面，然后在FirstViewController開啟一個定時器，然后點擊返回。

@property(nonatomic,strong)NSTimer *timer;

- (void)addTimer {
    _timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(updateTimer) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:_timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

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

執(zhí)行結果

1.gif

二原理分析

在 MLeaksFinder 的博客介紹中可以清晰的知道其的工作原理，引用博文所說

MLeaksFinder 一開始從 UIViewController 入手。我們知道，當一個 UIViewController 被 pop 或 dismiss 后，該 UIViewController 包括它的 view，view 的 subviews 等等將很快被釋放（除非你把它設計成單例，或者持有它的強引用，但一般很少這樣做）。于是，我們只需在一個 ViewController 被 pop 或 dismiss 一小段時間后，看看該 UIViewController，它的 view，view 的 subviews 等等是否還存在。

具體的方法是，為基類 NSObject 添加一個方法 -willDealloc 方法，該方法的作用是，先用一個弱指針指向 self，并在一小段時間(2秒)后，通過這個弱指針調用 -assertNotDealloc，而 -assertNotDealloc 主要作用是直接中斷言。

- (BOOL)willDealloc {
    __weak id weakSelf = self;
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        [weakSelf assertNotDealloc];
    });
    return YES;
}
- (void)assertNotDealloc {
     NSAssert(NO, @“”);
}

這樣，當我們認為某個對象應該要被釋放了，在釋放前調用這個方法，如果2秒后它被釋放成功，weakSelf 就指向 nil，不會調用到 -assertNotDealloc 方法，也就不會中斷言，如果它沒被釋放（泄露了），-assertNotDealloc 就會被調用中斷言。這樣，當一個 UIViewController 被 pop 或 dismiss 時（我們認為它應該要被釋放了），我們遍歷該 UIViewController 上的所有 view，依次調 -willDealloc，若2秒后沒被釋放，就會中斷言。

總結起來一句話就是，當一個對象3秒之后還沒釋放，那么指向它的 weak 指針還是存在的，所以可以調用其 runtime 綁定的方法 willDealloc 從而提示內存泄漏。

三特性

通過閱讀 MLeaksFinder 的介紹可以看出其具有以下幾個特性

無侵入性
可以構建泄漏堆棧
有白名單機制
擴展性
其他的一些特殊處理

四深入源碼

先看看文件目錄結構

image.png

通過文件目錄結構，我們知道MLeaksFinder主要是實現(xiàn)了幾個重要類的分類，包括UINavigationController，UITabBarController，UIViewController，UIView，NSObject，UIApplication等分類。

4.1 尋找釋放點

論無侵入性的最佳實踐還是使用 AOP 面向切面的編程，通過 Method Swizzling 系統(tǒng)方法來添加額外的功能。

接下來我們以UIViewController為例

UIViewController+MemoryLeak.h,其 Swizzling 了幾個 ViewController 釋放方法

[self swizzleSEL:@selector(viewDidDisappear:) withSEL:@selector(swizzled_viewDidDisappear:)];
[self swizzleSEL:@selector(viewWillAppear:) withSEL:@selector(swizzled_viewWillAppear:)];
[self swizzleSEL:@selector(dismissViewControllerAnimated:completion:) withSEL:@selector(swizzled_dismissViewControllerAnimated:completion:)];

通過替換viewDidDisappear、viewWillAppear、dismissViewControllerAnimated:completion:方法來跟蹤一個viewcontroller 的釋放

- (void)swizzled_viewDidDisappear:(BOOL)animated {
    [self swizzled_viewDidDisappear:animated];
    
    if ([objc_getAssociatedObject(self, kHasBeenPoppedKey) boolValue]) {
        [self willDealloc];
    }
}

- (void)swizzled_viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [self swizzled_viewWillAppear:animated];
    
    objc_setAssociatedObject(self, kHasBeenPoppedKey, @(NO), OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
}

在swizzled_viewWillAppear和swizzled_viewDidDisappear里面關聯(lián)了一個變量kHasBeenPoppedKey，其作用是標記當前VC是否出棧，也就是說只有當其出棧后，再在swizzled_viewDidDisappear方法中校驗是否發(fā)生內存泄露才有意義。

該變量kHasBeenPoppedKey只有在當前控制器出棧時才會設置為YES，設置位置在UINavigationController+MemoryLeak分類中

- (UIViewController *)swizzled_popViewControllerAnimated:(BOOL)animated {
    UIViewController *poppedViewController = [self swizzled_popViewControllerAnimated:animated];
    
    if (!poppedViewController) {
        return nil;
    }
    
    // Detail VC in UISplitViewController is not dealloced until another detail VC is shown
    if (self.splitViewController &&
        self.splitViewController.viewControllers.firstObject == self &&
        self.splitViewController == poppedViewController.splitViewController) {
        objc_setAssociatedObject(self, kPoppedDetailVCKey, poppedViewController, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
        return poppedViewController;
    }
    
    // VC is not dealloced until disappear when popped using a left-edge swipe gesture
    extern const void *const kHasBeenPoppedKey;
    objc_setAssociatedObject(poppedViewController, kHasBeenPoppedKey, @(YES), OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
    
    return poppedViewController;
}

UINavigationController+MemoryLeak.h，Swizzling了幾個常用的pop和push方法

[self swizzleSEL:@selector(pushViewController:animated:) withSEL:@selector(swizzled_pushViewController:animated:)];
[self swizzleSEL:@selector(popViewControllerAnimated:) withSEL:@selector(swizzled_popViewControllerAnimated:)];
[self swizzleSEL:@selector(popToViewController:animated:) withSEL:@selector(swizzled_popToViewController:animated:)];
[self swizzleSEL:@selector(popToRootViewControllerAnimated:) withSEL:@selector(swizzled_popToRootViewControllerAnimated:)];

4.2 追蹤泄漏

通過代碼查找，我們發(fā)現(xiàn)追蹤到一個頁面需要釋放的時候會調用一個叫willDealloc的方法，該方法在 NSObject+MemoryLeak 分類里面，而這個方法做了什么呢？

- (BOOL)willDealloc {
    NSString *className = NSStringFromClass([self class]);
    if ([[NSObject classNamesWhitelist] containsObject:className])
        return NO;
    
    NSNumber *senderPtr = objc_getAssociatedObject([UIApplication sharedApplication], kLatestSenderKey);
    if ([senderPtr isEqualToNumber:@((uintptr_t)self)])
        return NO;
    
    __weak id weakSelf = self;
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        __strong id strongSelf = weakSelf;
        [strongSelf assertNotDealloc];
    });
    
    return YES;
}

源碼解讀

[[NSObject classNamesWhitelist] containsObject:className]

首先判斷這個 class 是不是在白名單之中，如果是則忽略它，這也就是上文提過的白名單機制了。

NSNumber *senderPtr = objc_getAssociatedObject([UIApplication sharedApplication], kLatestSenderKey);
if ([senderPtr isEqualToNumber:@((uintptr_t)self)])
    return NO;

這個方法是干嘛的呢，這就得提到 UIControl 的target-action 機制了，此段代碼的意義在與，如果當前的對象在發(fā)送 action 則忽略它（因為 willDealloc 總會先于他們調用）。

__weak id weakSelf = self;
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    __strong id strongSelf = weakSelf;
    [strongSelf assertNotDealloc];
});

之后設置一個 weak 指針，在調用 dispatch_after 在2秒后調用 assertNotDealloc 方法，如果還沒釋放，那么會進入這個方法，如果已經釋放了，那么這個方法是進不去的。

4.3 報告泄漏

當進入 assertNotDealloc 方法，很不幸，這個對象極有可能是泄漏了，這個時候應該做的報告此處發(fā)生了泄漏。

- (void)assertNotDealloc {
    if ([MLeakedObjectProxy isAnyObjectLeakedAtPtrs:[self parentPtrs]]) {
        return;
    }
    [MLeakedObjectProxy addLeakedObject:self];
    
    NSString *className = NSStringFromClass([self class]);
    NSLog(@"Possibly Memory Leak.\nIn case that %@ should not be dealloced, override -willDealloc in %@ by returning NO.\nView-ViewController stack: %@", className, className, [self viewStack]);
}

MLeaksFinder 是如何報告的呢，我們一步步追蹤代碼分析

1 是否已經添加進泄漏對象名單

- (void)assertNotDealloc {
    // 是否已經添加進泄漏對象名單
    if ([MLeakedObjectProxy isAnyObjectLeakedAtPtrs:[self parentPtrs]]) {
        return;
    }
    // 添加進內存泄露名單
    [MLeakedObjectProxy addLeakedObject:self];
    
    NSString *className = NSStringFromClass([self class]);
    NSLog(@"Possibly Memory Leak.\nIn case that %@ should not be dealloced, override -willDealloc in %@ by returning NO.\nView-ViewController stack: %@", className, className, [self viewStack]);
}

- (NSSet *)parentPtrs {
    NSSet *parentPtrs = objc_getAssociatedObject(self, kParentPtrsKey);
    if (!parentPtrs) {
        parentPtrs = [[NSSet alloc] initWithObjects:@((uintptr_t)self), nil];
    }
    return parentPtrs;
}

這個方法主要是判斷當前這個對象時候已經添加到了泄漏對象名單，如果是，那么就不在添加了，否則就添加。

MLeakedObjectProxy類中

// 是否添加進內存泄露名單
+ (BOOL)isAnyObjectLeakedAtPtrs:(NSSet *)ptrs {
    NSAssert([NSThread isMainThread], @"Must be in main thread.");
    
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        leakedObjectPtrs = [[NSMutableSet alloc] init];
    });
    
    if (!ptrs.count) {
        return NO;
    }
    if ([leakedObjectPtrs intersectsSet:ptrs]) {
        return YES;
    } else {
        return NO;
    }
}

// 添加進內存泄露名單
+ (void)addLeakedObject:(id)object {
    NSAssert([NSThread isMainThread], @"Must be in main thread.");
    
    MLeakedObjectProxy *proxy = [[MLeakedObjectProxy alloc] init];
    proxy.object = object;
    proxy.objectPtr = @((uintptr_t)object);
    proxy.viewStack = [object viewStack];
    static const void *const kLeakedObjectProxyKey = &kLeakedObjectProxyKey;
    objc_setAssociatedObject(object, kLeakedObjectProxyKey, proxy, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
    
    [leakedObjectPtrs addObject:proxy.objectPtr];
    
#if _INTERNAL_MLF_RC_ENABLED
    [MLeaksMessenger alertWithTitle:@"Memory Leak"
                            message:[NSString stringWithFormat:@"%@", proxy.viewStack]
                           delegate:proxy
              additionalButtonTitle:@"Retain Cycle"];
#else
    [MLeaksMessenger alertWithTitle:@"Memory Leak"
                            message:[NSString stringWithFormat:@"%@", proxy.viewStack]];
#endif
}

可以看出，構造了一個 MLeakedObjectProxy 對象，并將其加入到 leakedObjectPtrs 集合中，彈出 alert 框，然后需要找到引用環(huán)，將此對象指針傳給 FBRetainCycleDetector 來確定循環(huán)引用發(fā)生在哪里（這塊功能是0.2版本新增的）。之后在屏幕上打印出堆棧信息，看到這里，還有一個疑問：MLeaksFinder 是如何構建堆棧？

4.4 構建堆棧信息

我們可以注意到，在 UIViewController 的分類中有這樣一段代碼

UIViewController+MemoryLeak.h

- (BOOL)willDealloc {
    if (![super willDealloc]) {
        return NO;
    }
    
    [self willReleaseChildren:self.childViewControllers];
    [self willReleaseChild:self.presentedViewController];
    
    if (self.isViewLoaded) {
        [self willReleaseChild:self.view];
    }
    
    return YES;
}

其中willReleaseChildren、willReleaseChild，就是構造堆棧信息的秘密所在，我們可以看到 NSObject+MemoryLeak分類中的實現(xiàn)方法

- (void)willReleaseChild:(id)child {
    if (!child) {
        return;
    }
    
    [self willReleaseChildren:@[ child ]];
}

- (void)willReleaseChildren:(NSArray *)children {
    NSArray *viewStack = [self viewStack];
    NSSet *parentPtrs = [self parentPtrs];
    for (id child in children) {
        NSString *className = NSStringFromClass([child class]);
        [child setViewStack:[viewStack arrayByAddingObject:className]];
        [child setParentPtrs:[parentPtrs setByAddingObject:@((uintptr_t)child)]];
        [child willDealloc];
    }
}

// 通過關聯(lián)對象kViewStackKey獲取值,如果為空,則創(chuàng)建
- (NSArray *)viewStack {
    NSArray *viewStack = objc_getAssociatedObject(self, kViewStackKey);
    if (viewStack) {
        return viewStack;
    }
    
    NSString *className = NSStringFromClass([self class]);
    return @[ className ];
}

// 關聯(lián) kViewStackKey 對象,并將viewStack值保存到kViewStackKey中
- (void)setViewStack:(NSArray *)viewStack {
    objc_setAssociatedObject(self, kViewStackKey, viewStack, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
}

// 通過關聯(lián)對象kParentPtrsKey獲取值,如果為空,則創(chuàng)建
- (NSSet *)parentPtrs {
    NSSet *parentPtrs = objc_getAssociatedObject(self, kParentPtrsKey);
    if (!parentPtrs) {
        parentPtrs = [[NSSet alloc] initWithObjects:@((uintptr_t)self), nil];
    }
    return parentPtrs;
}

// 關聯(lián) kParentPtrsKey 對象,并將viewStack值保存到parentPtrs中
- (void)setParentPtrs:(NSSet *)parentPtrs {
    objc_setAssociatedObject(self, kParentPtrsKey, parentPtrs, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
}

willReleaseChildren 和willReleaseChild 方法的作用是向這個對象之中的子對象調用釋放的方法，如 view 的 subviews， UINavigationController 的 viewcontrollers 等等的子對象。構造堆棧信息的原理就是，遞歸遍歷子對象，然后將父對象 class name 加上子對象 class name，一步步構造出一個 view stack。出現(xiàn)泄漏則直接打印此對象的 view stack 即可。

4.5 側滑返回特殊處理

在 UIViewController 側滑的時候釋放方法需要做特殊的處理,在 MLeaksFinder 中添加了 kHasBeenPoppedKey 屬性來判斷是否釋放代碼如下

// 設置側滑的key
- (UIViewController *)swizzled_popViewControllerAnimated:(BOOL)animated {
    UIViewController *poppedViewController = [self swizzled_popViewControllerAnimated:animated];
    
    if (!poppedViewController) {
        return nil;
    }
    
    // Detail VC in UISplitViewController is not dealloced until another detail VC is shown
    if (self.splitViewController &&
        self.splitViewController.viewControllers.firstObject == self &&
        self.splitViewController == poppedViewController.splitViewController) {
        objc_setAssociatedObject(self, kPoppedDetailVCKey, poppedViewController, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
        return poppedViewController;
    }
    
    // VC is not dealloced until disappear when popped using a left-edge swipe gesture
    extern const void *const kHasBeenPoppedKey;
    objc_setAssociatedObject(poppedViewController, kHasBeenPoppedKey, @(YES), OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
    
    return poppedViewController;
}

總結

總得來說 MLeaksFinder 是一個質量很高的庫，在實用性和便利性上做到了完美結合，日常開發(fā)中也為我們的項目尋找到了泄漏點。

本文參考
MLeaksFinder
MLeaksFinder：精準 iOS 內存泄露檢測工具

項目連接地址 - MLeaksFinderDemo

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iOS-MLeaksFinder詳解

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目錄

序言

一使用實例

二原理分析

三特性

四深入源碼

4.1 尋找釋放點

4.2 追蹤泄漏

4.3 報告泄漏

4.4 構建堆棧信息

4.5 側滑返回特殊處理

總結

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iOS-MLeaksFinder詳解

目錄

序言

一 使用實例

二 原理分析

三 特性

四 深入源碼

4.1 尋找釋放點

4.2 追蹤泄漏

4.3 報告泄漏

4.4 構建堆棧信息

4.5 側滑返回特殊處理

總結

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一使用實例

二原理分析

三特性

四深入源碼