PDF转图片并调整尺寸时出现内存泄漏致应用崩溃

我在QOS为background的自定义队列中调用一个方法，将PDF每页转为UIImage并调整尺寸。处理超过90页的PDF时，应用因内存问题崩溃，调试器提示：

Message from debugger: Terminated due to memory issue

我的代码如下：

func convertPDFToImages(pdfURL: URL) -> ContiguousArray<UIImage>? {
    guard let pdfDocument = PDFDocument(url: pdfURL) else {
      return nil
    }

    var images: ContiguousArray<UIImage> = []
    autoreleasepool {
      for pageNum in 0..<pdfDocument.pageCount {
        if let pdfPage = pdfDocument.page(at: pageNum) {
          let pdfPageSize = pdfPage.bounds(for: .mediaBox)
          let renderer = UIGraphicsImageRenderer(size: pdfPageSize.size)
          
          var image = renderer.image { ctx in
            UIColor.white.set()
            ctx.fill(pdfPageSize)
            ctx.cgContext.translateBy(x: 0.0, y: pdfPageSize.size.height)
            ctx.cgContext.scaleBy(x: 1.0, y: -1.0)
            
            pdfPage.draw(with: .mediaBox, to: ctx.cgContext)
          }
          
          image = scalePreservingAspectRatio(image, newWidth: newWidth)             
          
          images.append(image)
        }
      }
    }

    return images
  }

func scalePreservingAspectRatio(_ image: UIImage, newWidth: CGFloat) -> UIImage {
    let scaleFactor = newWidth / image.size.width
    let scaledImageSize = CGSize(
      width: newWidth,
      height: image.size.height * scaleFactor
    )
    let renderer = UIGraphicsImageRenderer(
      size: scaledImageSize
    )

    let scaledImage = renderer.image { _ in
      image.draw(in: CGRect(
        origin: .zero,
        size: scaledImageSize
      ))
    }

    return scaledImage
  }

我已经尝试过这些方案，但都没解决：

• 注释掉调用scalePreservingAspectRatio的代码——仍报错
• 使用ContiguousArray替代Array——仍报错
• 为循环添加autoreleasepool——仍报错

我猜测问题出在多次创建UIGraphicsImageRenderer和中间image实例上。

解决思路与方案 #

1. 把autoreleasepool移到循环内部 #

你当前把整个循环放在单个autoreleasepool中，所有临时对象要等循环结束才会释放。将autoreleasepool放到循环内部，每次迭代后就能及时释放当前页的中间对象：

func convertPDFToImages(pdfURL: URL) -> ContiguousArray<UIImage>? {
    guard let pdfDocument = PDFDocument(url: pdfURL) else {
      return nil
    }

    var images: ContiguousArray<UIImage> = []
    
    for pageNum in 0..<pdfDocument.pageCount {
      autoreleasepool {
        if let pdfPage = pdfDocument.page(at: pageNum) {
          let pdfPageSize = pdfPage.bounds(for: .mediaBox)
          let renderer = UIGraphicsImageRenderer(size: pdfPageSize.size)
          
          var image = renderer.image { ctx in
            UIColor.white.set()
            ctx.fill(pdfPageSize)
            ctx.cgContext.translateBy(x: 0.0, y: pdfPageSize.size.height)
            ctx.cgContext.scaleBy(x: 1.0, y: -1.0)
            
            pdfPage.draw(with: .mediaBox, to: ctx.cgContext)
          }
          
          image = scalePreservingAspectRatio(image, newWidth: newWidth)             
          
          images.append(image)
        }
      }
    }

    return images
  }

2. 直接生成缩放后的图片，避免中间实例 #

当前流程是先生成原尺寸图片再缩放，产生两次大内存占用。可以直接计算缩放尺寸，通过上下文缩放直接绘制PDF页面，一步得到目标尺寸的图片：

func convertPDFToImages(pdfURL: URL) -> ContiguousArray<UIImage>? {
    guard let pdfDocument = PDFDocument(url: pdfURL) else {
      return nil
    }

    var images: ContiguousArray<UIImage> = []
    
    for pageNum in 0..<pdfDocument.pageCount {
      autoreleasepool {
        guard let pdfPage = pdfDocument.page(at: pageNum) else { return }
        
        let originalBounds = pdfPage.bounds(for: .mediaBox)
        let scaleFactor = newWidth / originalBounds.size.width
        let scaledSize = CGSize(width: newWidth, height: originalBounds.size.height * scaleFactor)
        
        let renderer = UIGraphicsImageRenderer(size: scaledSize)
        let scaledImage = renderer.image { ctx in
          UIColor.white.set()
          ctx.fill(CGRect(origin: .zero, size: scaledSize))
          
          // 先缩放上下文，再绘制PDF页面，直接得到缩放后的图片
          ctx.cgContext.scaleBy(x: scaleFactor, y: scaleFactor)
          ctx.cgContext.translateBy(x: 0.0, y: originalBounds.size.height)
          ctx.cgContext.scaleBy(x: 1.0, y: -1.0)
          
          pdfPage.draw(with: .mediaBox, to: ctx.cgContext)
        }
        
        images.append(scaledImage)
      }
    }

    return images
  }

3. 降低图片色彩精度（可选） #

如果内存压力仍然很大，可以通过调整UIGraphicsImageRenderer的格式减少内存占用：

let format = UIGraphicsImageRendererFormat.preferred()
format.opaque = true // 不需要透明通道时开启，可减少内存
format.scale = UIScreen.main.scale // 也可根据需求降低scale，比如设为1.0
let renderer = UIGraphicsImageRenderer(size: scaledSize, format: format)

4. 分批处理+磁盘缓存（极端场景） #

如果PDF页数极多，可考虑分批处理，每处理一定页数就将图片写入磁盘，清空数组释放内存，最后再从磁盘读取组装。此方法会增加IO操作，仅在内存无法容纳时使用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者nastassia