循环引用和ARC机制

自动引用计数

  • swift使用自动引用计数来管理内存的使用情况,开发者不需要去管理对象是如何释放的,当该对象没有被引用时,系统会自动将它们从堆中销毁.

注意
引用计数只使用与类的实例,对于枚举和结构体这些值类型的实例不适用,不会通过引用存储和传递。

ARC是如何工作的哪

  1. 每次创建一个实例,ARC会在堆上为该对象进行分配内存,而该对象的引用则会会被分配到栈上。
  2. 当不在需要实施时,ARC会释放该实例对象,确保该对象不会占用内存空间。
  3. 如果访问了已经被ARC释放的实例的属性会引起程序的崩溃,为了确保实例需要时不会被释放,ARC会追踪当前引用的实例对象的属性,不管是常量或者变量都将强引用当前的实例对象,只要有至少一个活动引用,ARC就不会释放实例。

通过列子来看ARC是如何工作的

  • 我们创建一个类,该类有一个存储属性name
class Person {
    let name: String
    
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
    
    deinit {
        print("Person被释放了")
    }
}

  • 之所以使用optional,是为了使用值nil进行初始化,并且当前不在引用当前Person实例
var p1: Person? = Person(name: "Bill")
var p2: Person? = p1
var p3: Person? = p1

  • 我们将p1,p2置为nil发现实例并没有被销毁
QQ20170318-2@2x.png
p1 = nil
p2  = nil
  • 将三个都置为nil发现实例被销毁了
p1 = nil
p2  = nil
p3 = nil
QQ20170318-3@2x.png

类之间强引用造成内存泄漏问题

class Person {
    let name: String
    init(name: String) { self.name = name }
    var apartment: Apartment?
    deinit { print("\(name) is being deinitialized") }
}
 
class Apartment {
    let unit: String
    init(unit: String) { self.unit = unit }
    var tenant: Person?
    deinit { print("Apartment \(unit) is being deinitialized") }
}
  • 创建两个引用
var john: Person?
var unit4A: Apartment?
  • 将引用指向实例对象
john = Person(name: "John Appleseed")
unit4A = Apartment(unit: "4A")
QQ20170318-4@2x.png
  • 该john变量现在具有对新Person实例的强引用,并且该unit4A变量具有对新Apartment实例的强引用:

  • 将两个实例进行关联

![QQ20170318-6@2x.png](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/1767327-48e66895af37d61d.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)
john!.apartment = unit4A
unit4A!.tenant = john

  • 试图释放对象引用
![Uploading QQ20170318-7@2x_361139.png . . .]
john = nil
unit4A = nil
  • Person实例和Apartment实例 之间的强引用保留,不能被破坏。

如何解决循环引用问题

  • swift提供了两种方法去解决循环问题,weak,unowned。如何判断是使用哪种方案哪。当两个对象的生命周期不同时可以先把生命周期短的对象释放掉,使用weak。相反与一个实例具有相同的生命周期或者更长应该使用unowned.
weak var unit4A: Apartment?
  • 打破引用
QQ20170318-7@2x.png
john = nil
  • 对Apartment实例唯一的剩余强引用来自unit4A变量。如果你打破这个强引用,没有更多的强引用的Apartment实例:
unit4A = nil
QQ20170318-8@2x.png

  • 大家想一下我们刚才释放对象的先后顺序,被设为weak的对象先被释放,这就是刚才所说的两个实例生命周期不同时可以这样使用。我们反过来试试,先释放Apartment实例。
unit4A = nil
john = nil
  • Apartment实例还是在Person实例释放后释放掉的。大家思考一下。

大家注意弱引用有时用于简单的缓存机制,他只有等到内存压力触发垃圾回收时才被释放。而当没有引用指向该对象实例的时候,该对象实例会被内存自动释放。

无主引用

  • 在Person和Apartment实施例表示这样一种情况,其中两个属性,这两者都允许是nil这时使用weak比较好。如果其中一个属性不能为nil时使用无主引用比较好

  • 下面的例子中定义了两个类别,Country并且City,其中每个存储其他类作为属性的一个实例。在这个数据模型中,每个国家必须总是有一个首都,每个城市必须总是属于一个国家。为了表示这一点,Country类有一个capitalCity属性,并且City该类有一个country属性:

这样初始化就出现问题了,因为他们两个互相需要,无法初始化。我们使用依赖注入方式。在counttry初始化函数里对city也进行初始化,这样country里的countrycity也便有了值。

class Country {
    let name: String
    var capitalCity: City!
    init(name: String, capitalName: String) {
        self.name = name
        self.capitalCity = City(name: capitalName, country: self)
    }
    deinit {
        print("Country被释放了")
    }
}

class City {
    let name: String
    let country: Country
    init(name: String, country: Country) {
        self.name = name
        self.country = country
    }
    
    deinit {
        print("City被释放了")
    }
}
  • 这个时候 我们初始化一个country对象,此时并没有city对象被显示初始化,它在country对象里被初始化的。
var country: Country? = Country(name: "Canada", capitalName: "Ottawa")
print("\(country?.name)'s capital city is called \(country?.capitalCity.name)")
  • 我们释放country对象,country对象并没有被释放掉。我们思考一下为什么,country对象里有一个city的引用,而city对象初始化时有引用了country对象。所以造成了循环引用问题,这时我们想想如何使用我们所学的解决循环引用问题去解决哪。不能使用weak,weak对象是optioal的现在两个对象引用都是不能为空的。那我们使用无主引用。那到底谁应该被声明称unowned的哪。试试看。city无主引用country,为什么?因为现有的国家后有的城市,city的初始化在country里。因为city强引用这country实例的引用才造成的country实例对象不能被释放,所以city应该unowned country实例对象。

  • 使用unowned我们看到两个对象被同时释放掉了,也就是一开始说的两个实例具有相同的生命周期。

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