在 dispatch_async 中執行簡單的 malloc/free 會導致 iOS9 上的內存泄漏

Question

將 iPad 更新到 iOS9 后，我的代碼出現內存泄漏，這在 iOS8 和 iOS7 上運行良好。

我有一個由以下代碼創建的匿名線程：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    [self threadWork];
});

該線程執行一對 malloc/free 調用，如下所示：

- (void)threadWork {
    // Create a serial queue.
    dispatch_queue_t mySerialQueue = dispatch_queue_create("myQueue", NULL);

    while (1) {
        // Do a simple malloc.
        int *foo = (int *)malloc(1024);

        // Do free in serial queue.
        dispatch_async(mySerialQueue, ^{
            free(foo);
        });

        [NSThread sleepForTimeInterval:1.0 / 60.0];
    }
}

此路由將保持內存使用量增加並最終導致 iOS 9 上的設備崩潰。 Objective-C++ 中的 new/delete 也出現此問題。

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我找到了一些其他方法來做到這一點而沒有內存泄漏：

1. 使用主隊列或全局隊列代替串行隊列。
2. 創建並發隊列而不是串行隊列。
3. 使用 [NSThread detachNewThreadWithSelector:toTarget:withObject:] 代替 GCD 創建線程。

我不明白為什么這個簡單的路由會導致這個問題。 我在谷歌上搜索過這個，但一無所獲。

如何通過保持串行隊列和 GCD 匿名線程來做到這一點？

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更新：

我試圖將 NSLog 命令放入我的代碼中，以確定何時會調用 malloc/free。 結果顯示，它們兩個都被立即調用並成對出現。 我還嘗試將線程減慢到每秒一次，但問題仍然存在。

線程測試代碼：

- (void)threadWork {
    uint64_t mallocCount = 0;
    __block uint64_t freeCount = 0;
    dispatch_queue_t mySerialQueue = dispatch_queue_create("MyQueue", NULL);
    while (1) {
        void *test = malloc(1024);
        NSLog(@"malloc %llu", ++mallocCount);
        dispatch_async(mySerialQueue, ^{
            free(test);
            NSLog(@"free %llu", ++freeCount);
        });
        [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
    }
}

控制台結果：

...
2015-10-23 09:51:33.876 OS9MemoryTest[759:153135] malloc 220
2015-10-23 09:51:33.876 OS9MemoryTest[759:153133] free 220
2015-10-23 09:51:34.877 OS9MemoryTest[759:153135] malloc 221
2015-10-23 09:51:34.878 OS9MemoryTest[759:153133] free 221
2015-10-23 09:51:35.883 OS9MemoryTest[759:153135] malloc 222
2015-10-23 09:51:35.883 OS9MemoryTest[759:153133] free 222

Answer 1

我想我已經找到了一種更好的方法來做到這一點而沒有泄漏問題，而不是使用 dispatch_sync。

重點似乎是串行隊列的服務質量 (QoS) 類的設置。 在具有 QOS_CLASS_UNSPECIFIED QoS 類的隊列中執行空閑會導致此問題。

在我的問題中，我在由以下調用創建的串行隊列中釋放內存：

dispatch_queue_t mySerialQueue = dispatch_queue_create("MyQueue", NULL);

它的 QoS 設置是 QOS_CLASS_UNSPECIFIED，這會導致此問題。

如果使用dispatch_queue_attr_t對象創建一個串行隊列，除了QOS_CLASS_UNSPECIFIED之外，還有QoS設置，代碼運行完美無泄漏：

- (void)threadWork {
    // Create a serial queue with QoS class.
    dispatch_queue_attr_t attr = dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_SERIAL, QOS_CLASS_DEFAULT, 0);
    dispatch_queue_t mySerialQueue = dispatch_queue_create("myQueue", attr);

    while (1) {
        // Do a simple malloc.
        int *foo = (int *)malloc(1024);

        // Do free in serial queue.
        dispatch_async(mySerialQueue, ^{
            free(foo);
        });

        [NSThread sleepForTimeInterval:1.0 / 60.0];
    }
}

我仍然不明白為什么在 iOS9 上會發生這個問題，但是設置 QoS 似乎可以使事情起作用。