内存管理中经常会遇到的一个问题便是循环引用。首先,我们来了解一下iOS是如何进行内存管理的。
和OC一样,swift也是使用自动引用计数ARC(Auto Reference Counteting)来自动管理内存的,所以我们不需要过多考虑内存管理.当某个类实例不需要用到的时候,ARC会自动释放其占用的内存.
ARC
ARC(Automatic Reference Counting) 是苹果的自动内存管理机制。正如其名:自动引用计数,根据引用计数来决定内存块是否应该被释放。
当一个对象被创建的时候,它的引用计数为1。在它的生命周期内,其引用计数可以增加或减少。当它的引用计数减为0的时候,其所占用内存便会被释放。其生命周期如图所示:
强引用和弱引用(Strong/Weak References)
定义一个变量的时候可以声明其strong和weak属性,默认是strong类型。
struct Example { var strongView = UIView() weak var weakView = UIView() }
强引用和弱引用有什么不同呢?
强引用会使变量的引用计数加1。如果一个对象的引用计数为2,当它再次被强引用的时候,它的引用计数会变为3。
弱引用不会增加引用计数。如果一个对象的引用计数为2,当它再次被弱引用的时候,它的引用计数仍为2。
强引用的对象能保证其被调用的时候仍在内存中,而弱引用不行。
循环引用和内存泄漏
当A引用B中的成员变量,而B又对A中的成员变量有引用的时候就会发生循环引用。
比如:
class Book { private var pages = [Page]() func add(_ page : Page) { pages.append(page) } } class Page { private var book : Book required init(book : Book) { self.book = book } } let book = Book() let page = Page(book: book) book.add(page)
此时,book对page有强引用,同时page对book也有强引用。这个时候便有循环引用,会导致内存泄漏。
对于这种两个变量的相互强引用导致的内存泄漏该如何解决呢?
Structs 和 Classes
正确的使用struct 和 class能避免循环引用的发生。
struct 和 class 都有成员变量,函数和协议。那么,它们之间有什么区别呢?
struct 是 值类型。
class 是 引用类型。
当引用或者传递 值类型 变量的时候,它会在内存中重新分配地址,copy内容到新的地址中。
struct Element { var name : String var number : Int } var firstElement = Element(name: "A", number: 1) var secondElement = firstElement secondElement.name = "B" secondElement.number = 2 print(firstElement) print(secondElement)
输出的结果为:
Element(name: “A”, number: 1) Element(name: “B”, number: 2)
当引用或者传递 引用类型 变量的时候,新的变量指针指向的仍是原先的内存地址。此时原先的变量值改变的话,也会导致新变量值的变化。
比如:
class Element { var name : String var number : Int required init(name : String, number : Int) { self.name = name self.number = number } } extension Element : CustomStringConvertible { var description : String { return "Element(name: \(name), number: \(number))" } } var firstElement = Element(name: "A", number: 1) var secondElement = firstElement secondElement.name = "B" secondElement.number = 2 print(firstElement) print(secondElement)
此时的输出结果为:
Element(name: B, number: 2) Element(name: B, number: 2)
我们为什么在此讨论值类型和引用类型呢?
回到之前book和pages的例子。我们用struct代替class:
struct Book { private var pages = [Page]() mutating func add(_ page : Page) { pages.append(page) } } struct Page { private var book : Book init(book : Book) { self.book = book } } var book = Book() let page = Page(book: book) book.add(page)
此时,便不会发生循环引用的情况。
如果仍想使用class的话,可以使用weak来避免循环引用:
class Book { private var pages = [Page]() func add(_ page : Page) { pages.append(page) } } class Page { private weak var book : Book? required init(book : Book) { self.book = book } } let book = Book() let page = Page(book: book) book.add(page)
Protocols
Protocols在swift中使用的很广泛。class,struct 和 enum 都可以使用Protocol。但是如果使用不当的话,同样会引起循环引用。
比如:
protocol ListViewControllerDelegate { func configure(with list : [Any]) } class ListViewController : UIViewController { var delegate : ListViewControllerDelegate? override func viewDidLoad() { super.viewDidLoad() } }
ListViewController 中的delegate变量是strong类型的,可以引用任何实现它protocol的变量。假如实现其protocol的变量对该 view controller 同样有强引用的话会怎么样? 声明delegate为weak可能会避免这种情况,但是这样的话会引起编译错误,因为structs和enums不能引用weak变量。
该如何解决呢?当声明protocol的时候,我们可以指定只有class类型的变量可以代理它,这样的话就可以使用weak来修饰了。
protocol ListViewControllerDelegate : class { func configure(with list : [Any]) } class ListViewController : UIViewController { weak var delegate : ListViewControllerDelegate? override func viewDidLoad() { super.viewDidLoad() } }
Closures
Closures 导致循环引用的原因是:Closures对使用它们的对象有一个强引用。
比如:
class Example { private var counter = 0 private var closure : (() -> ()) = { } init() { closure = { self.counter += 1 print(self.counter) } } func foo() { closure() } }
此时,对象对closure有一个强引用,同时在closure的代码块中又对该对象本身有一个强引用。这样就引起了循环引用的发生。
这种情况,可以有两种方法来解决这个问题。
1.使用[unowned self]:
class Example { private var counter = 1 private var closure : (() -> ()) = { } init() { closure = { [unowned self] in self.counter += 1 print(self.counter) } } func foo() { closure() } }
使用[unowned self] 的时候需要注意的一点是:调用closure的时候如果对象已经被释放的话,会出现crash。
2.使用[weak self]:
class Example { private var counter = 1 private var closure : (() -> ()) = { } init() { closure = { [weak self] in self?.counter += 1 print(self?.counter ?? "") } } func foo() { closure() } }
[weak self] 和[unowned self] 的区别是 [weak self]处理的时候是一个可选类型。