Objective-C 記憶體管理核心：循環引用成因、檢測與解決方案（弱引用/所有權修飾符）

背景：手動引用計數 (MRC) 時代的痛點

雖然現代 iOS 使用 ARC，但理解循環引用本質對調試洩漏、處理 Core Foundation/跨語言橋接仍至關重要。

實驗：Dog ↔ Person 相互引用

類定義

// Dog.h
@interface Dog : NSObject
@property (nonatomic, assign) Person *owner;  // assign 不增加引用計數
- (void)dealloc;
@end

// Person.h
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, retain) Dog *dog;       // retain 增加引用計數
- (void)dealloc;
@end

實現與測試

// Dog.m
@implementation Dog
- (void)dealloc { NSLog(@"Dog dealloc"); [super dealloc]; }
@end

// Person.m
@implementation Person
- (void)dealloc { [_dog release]; NSLog(@"Person dealloc"); [super dealloc]; }
@end

// main.m
int main() {
    Person *p = [[Person alloc] init];  // retainCount = 1
    Dog *d = [[Dog alloc] init];        // retainCount = 1

    p.dog = d;  // d retainCount = 2
    d.owner = p; // p retainCount = 2 (assign 不增)

    [p release];  // p = 1
    [d release];  // d = 1

    // 此時雙方 retainCount 均為 1，dealloc 未調用 → 洩漏
    NSLog(@"End");
    return 0;
}

現象分析

• p.dog = d → d retainCount +1
• d.owner = p (assign) → p retainCount 不變
• 釋放後：p=1, d=1，雙方仍持有對方，**引用計數永不歸零**
• dealloc 不執行 → [_dog release] 不執行 → 死鎖

解決方案：單向弱引用

// Dog.h 修正
@property (nonatomic, assign) Person *owner;  // assign / weak 皆可打破環
// 或 ARC 寫法
@property (nonatomic, weak) Person *owner;

原則：父→子 strong/retain，子→父 weak/assign。

ARC 時代的循環引用與 @autoreleasepool

// ARC 下同樣會洩漏
@property (nonatomic, strong) Dog *dog;
@property (nonatomic, strong) Person *owner;  // 雙向 strong → 環

// 修正
@property (nonatomic, weak) Person *owner;

ARC 編譯器會對 weak 自動置零，對象釋放時自動斷開引用。

檢測工具與最佳實踐

Block 循環引用專項

__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.completion = ^{ [weakSelf handleResult]; };
// 或
__block typeof(self) blockSelf = self;  // MRC 手動置 nil
self.completion = ^{ [blockSelf handleResult]; blockSelf = nil; };

總結

循環引用本質是強引用環導致引用計數永不歸零。解決核心：**識別所有權層級，父強子弱，代理/塊/回調用弱引用**。掌握 Instruments Leaks、Memory Graph 兩大檢測神器，配合命名規範與代碼審查，能從根源消除內存洩漏。