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Facebook查找RetainCycle开源库的分析

Facebook查找RetainCycle开源库的分析

FBRetainCycleDetector是Facebook新开源的一个项目。配合FBMemoryProfiler使用起来也是很方便。当然FBMemoryProfiler里面使用到了FBAllocationTracker。目前第一版,在测试的过程中也会遇到一些crash,相信经过使用者的修改和作者本人的自测,会越来越完善的。这篇文章的目的主要是对于FBRetainCycleDetector内部实现进行一个介绍,单单只会使用总感觉是远远不够的。 文章会分为几个模块进行介绍: 最简单的使用方法 主要元素类及其辅助类的介绍 * 主要的查找类及其辅助类介绍

最简单的使用方法

最简单的使用方法,不包含Configuration。单纯的去查找一个对象的引用循环 FBRetainCycleDetectordetector = [[FBRetainCycleDetector alloc] initWithConfiguration:nil]; [detector addCandiate:myObject]; //- (NSSet)findRetainCycles; NSSet> *retainCycles = [detector findRetainCycles]; NSLog(@"%@", retainCycles); 这里先简单的说明一下,findRetainCycles查询方式所使用到的算法是DFS(深度优先搜索)。

主要元素类及其辅助类的介绍(FBObjectiveCGraphElement )

FBRetainCycleDetector所使用到的对象类型是FBObjectiveCGraphElement,会在调用函数:addCandiate的时候内部进行初始化为该对象类型或者其子类。

FBObjectiveCGraphElement

FBObjectiveCGraphElement是所有用来查找对象类型的基类。所有的查找对象都基于它实现。该类并不需要外部的调用,主要是供内部查询使用。其提供的功能主要是: 提供初始化方法封装object(即调用addCandiate传入的object) 获取所有该对象所持有对象- (NSSet *)allRetainedObjects;。基类FBObjectiveCGraphElement 所获取的对象类型是通过associated object所持有的对象。 associated object对象的获取是通过Facebook自身的fishhook去hook原先的objc_setAssociatedObjectobjc_removeAssociatedObjects来实现对象的持有标记。 提供过滤接口`- (NSSet )filterObjects:(nullable NSArray )objects;,过滤接口主要是与FBObjectGraphConfiguration相结合使用,FBObjectGraphConfiguration`会在下文介绍。 以及其它一些helper接口,例如:获取类、类名、地址等等。

FBObjectGraphConfiguration

这里先介绍一下Configuration,再去介绍FBObjectiveCGraphElement的子类。FBObjectGraphConfiguration 内容很少,其主要提供的是过滤的block类型FBGraphEdgeFilterBlock和过滤器的初始化方法: - (instancetype)initWithFilterBlocks:(NSArray)filterBlocks shouldInspectTimers:(BOOL)shouldInspectTimers 即传入一个过滤block的数组,该数组会被FBObjectiveCGraphElement 对象类型在调用filterObjects 的时候一次调用。shouldInspectTimers 的作用是是否检查NSTimer。
接下来看看FBGraphEdgeFilterBlock 的定义: typedef FBGraphEdgeType (^FBGraphEdgeFilterBlock)(FBObjectiveCGraphElement 
_Nullable fromObject, FBObjectiveCGraphElement _Nullable toObject); 传入fromObject(传入的对象)和toObject(被持有的对象),根据自己需求对对象进行处理。添加到数组后进行初始化。这里可以举个例子,过滤掉所有以UINavi 开头的对象: FBGraphEdgeFilterBlock filterBlock = ^(FBObjectiveCGraphElement _Nullable fromObject, FBObjectiveCGraphElement _Nullable toObject){ if (![[fromObject classNameOrNull] hasPrefix:@"UINavi"]) { return FBGraphEdgeValid; } return FBGraphEdgeInvalid; }; FBObjectGraphConfiguration configuration = [[FBObjectGraphConfiguration alloc] initWithFilterBlocks:@[filterBlock] shouldInspectTimers:NO]; FBRetainCycleDetector *detector = [[FBRetainCycleDetector alloc] initWithConfiguration:configuration]; 这就是一个包含configuration的初始化过程。

FBObjectiveCGraphElement相关子类

上面已经说了,FBObjectiveCGraphElement只提供了对associate object的持有查找。因此其它对象的持有查找是通过子类实现的,主要包含:FBObjectiveCBlock,FBObjectiveCObject,FBObjectiveCNSCFTimer

FBObjectiveCBlock实现

主要的实现内容是:重写父类方法allRetainedObjects,当然也是有调用[super allRetainedObjects]。接下来就是对于block的识别和获取引用关系。最后再封装为FBObjectiveCBlock 对象类型。
* block识别方法的一些细节:
用到FBBlockStrongLayout.h里面的函数(用C实现)来进行判断是不是block以及获取引用。判断是不是block所用的方法是利用一个空block^{},判断传入的block是不是其子类。当然这里是先转换为Class类型。

  • block内部引用关系获取:
    获取引用关系相对就比较发杂一点,先通过block的size_t大小创建相同大小的数组类型,其对象类型是FBBlockStrongRelationDetector,该对象主要是为了统计block内部内容是否是一个对象,会在release的时候进行标记。接下来对于每一个调用该block的dispose_helper,如若调用了release则证明其是对象,否则就是一些普通数据类型。记录其在block内部的位置关系,返回位置关系数组。再通过数组获取每一个对象。

  • 最后当然也会调用filterObjects过滤掉不需要查找引用循环的对象。

    FBObjectiveCObject实现

    在重写以及调用父类方法与block是一样的。不同的地方在于对于持有对象的获取。。

  • FBClassStrongLayout里面的函数辅助获取对象,同样利用到了runtime(class_copyIvarList)机制去获取属性列表,并且封装为FBIvarReference类型。如果遇到属性是struct类型还需单独进行处理。

  • FBIvarReference的初始化方法会对不同的Ivar进行分类:FBObjectType,FBBlockType,FBStructType,FBUnknownType.

  • 然后也是会封装成FBObjectiveCObject ,在未过滤之前,需要判断该object的类型。因为object的有些类型在进行数据处理的时候会造成崩溃,目前fb处理了一部分,但经过测试还是会发生异常的崩溃现象,不过这个现象主要是对于系统的一些对象类型遍历所造成的。暂时没有发现自己创建的对象在查找retain cycle的时候发生崩溃。

    FBObjectiveCNSCFTimer实现

    FBObjectiveCNSCFTimer的实现内容比较少,其主要就是通过runloop去获取CFRunLoopTimerGetContext,再对获取到的数据进行处理即可。

    主要的查找类及其辅助类介绍(FBRetainCycleDetector)

    FBRetainCycleDetector

  • FBRetainCycleDetector 主要的功能就是查找retain cycle。使用到的算法思想是深度优先搜索(DFS),因此如果在对象量比较大并且查找深度(默认为8)比较深的情况下,会比较慢。一般情况下是在异步线程执行查找。

  • FBRetainCycleDetector 会对通过方法addCandidate所添加的对象都进行DFS,当然查找之前会通过FBObjectGraphConfiguration进行过滤。
    其中查找过程对对象会进一步的封装为FBNodeEnumerator 类型,接下来介绍该类型。

    FBNodeEnumerator

  • FBNodeEnumerator继承于NSEnumeratorNSEnumerator可以方便的提供nextObject的方法调用,只需在子类中重写该方法即可。

  • FBNodeEnumerator中的nextObject主要的处理是:通过object去获取allRetainedObjects(此方法是FBObjectiveCGraphElement提供获取过滤后的持有对象)。再获取第一个对象进行返回。

  • 至于深搜的一些数据存储,这里就不进行解释。

    结论

    FBRetainCycleDetector目前处于第一版本,因此会有一些bug,但并不会影响正常的使用。虽然查找算法上面有可能会导致比较大的内存消耗(毕竟如果程序够大的话,深搜也是谈不上效率的)。暂时没有对FBMemoryProfiler 进行描述的原因是,FBMemoryProfiler 主要还是界面的实现以及与FBAllocationTracker 功能的结合。 FBAllocationTracker 的功能比较简单,后面会用一篇小文章来进行概述。

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