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Swift 中的内存管理详解

百度总裁•2022-5-23•app•阅读35

Swift 中的内存管理详解,第1张

概述在早期的 iOS 开发中，内存管理是由开发者手动来完成的。因为传统的垃圾回收机制对于移动平台来说十分低效，苹果采用的是引用计数（RC，Reference Counting）的方式来管理内存，开发者需要通过手工的方式增加或减少一个实例的引用计数。在 iOS 5 之后，引入了 ARC 自动引用计数，使得开发者不需要手动地调用 retain 和 release 来管理引用计数，但是实际上这些方法还是会被

在早期的 iOS 开发中，内存管理是由开发者手动来完成的。因为传统的垃圾回收机制对于移动平台来说十分低效，苹果采用的是引用计数（RC，Reference Counting）的方式来管理内存，开发者需要通过手工的方式增加或减少一个实例的引用计数。在 iOS 5 之后，引入了 ARC 自动引用计数，使得开发者不需要手动地调用 @H_404_8@retain@H_404_8@ 和 @H_404_8@release@H_404_8@ 来管理引用计数，但是实际上这些方法还是会被调用，只不过是交给了编译器来完成，编译器会在合适的地方帮我们加入这些方法。@H_404_8@


@H_404_8@ 什么是自动引用计数？@H_404_8@@H_404_8@


@H_404_8@

每当你创建一个类的实例的时候，ARC 便会自动分配一块内存空间来存放这个实例的信息，当这个实例不再被使用的时候，ARC 便释放实例所占用的内存。一般每个被管理的实例都会与一个引用计数器相连，这个计数器保存着当前实例被引用的次数，一旦创建一个新的引用指向这个实例，引用计数器便加 1，每当指向该实例的引用失效，引用计数器便减 1，当某个实例的引用计数器变成 0 的时候，这个实例就会被立即销毁。@H_404_8@

在 Swift 中，对引用描述的关键字有三个：@H_404_8@strong@H_404_8@，@H_404_8@weak@H_404_8@uNowned@H_404_8@，所有的引用没有特殊说明都是 @H_404_8@ 强引用类型。在 ARC 中，只有指向一个实例的所有 @H_404_8@ 强引用都断开了，这个实例才会被销毁。@H_404_8@

举一个简单的例子：@H_404_8@

class A {    let name: String    init(name: String) {        self.name = name    }    deinit {        print("A deinit")    }}var a1: A?var a2: A?a1 = A(name: "A")a2 = a1a1 = nil@H_404_8@

上面这个例子中，虽然 @H_404_8@a1@H_404_8@ 这个 @H_404_8@ 强引用断开了，但是还有 @H_404_8@a2@H_404_8@ 这个强引用指向这个实例，所以不会在命令行中输出 @H_404_8@A deinit@H_404_8@，当我们把 @H_404_8@ 也设置为 @H_404_8@nil@H_404_8@ 时，与这个实例关联的所有强引用均断开了，这个实例便会被销毁，在命令行中打印 @H_404_8@。@H_404_8@

循环强引用（Strong Reference Cycles）@H_404_8@@H_404_8@

但是，在某些情况下，一个类实例的强引用数永远不能变为 0，例如两个类实例互相持有对方的强引用，因而每个类实例都让对方一直存在，这就是所谓的强引用循环（Strong Reference Cycles）。@H_404_8@

这里引用 TSPL 中的例子：@H_404_8@

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") }}@H_404_8@

每一个 @H_404_8@Person@H_404_8@ 实例有一个可选的初始化为 @H_404_8@ 的 @H_404_8@Apartment@H_404_8@ 类型，因为一个人并不总是拥有公寓。同样，每一个 @H_404_8@ 实例都有一个可选的初始化为 @H_404_8@ 类型，因为一个公寓并不总是属于一个人。@H_404_8@

接下来的代码片段定义了两个可选类型的变量 @H_404_8@john@H_404_8@unit4A@H_404_8@，并分别设定为下面的 @H_404_8@ 的实例，这两个变量都备受设定为 @H_404_8@：@H_404_8@

var john: Person?var unit4A: Apartment?@H_404_8@

现在可以创建特定的 @H_404_8@ 实例，并将它们赋值给 @H_404_8@ 变量：@H_404_8@

john = Person(name: "John Appleseed")unit4A = Apartment(unit: "4A")@H_404_8@

下面一段代码将这两个实例关联起来：@H_404_8@

john!.apartment = unit4Aunit4A!.tenant = john@H_404_8@

将两个实例关联在一起后，强引用的关系如图所示：@H_404_8@

这两个实例关联之后，会产生一个循环强引用，当断开 @H_404_8@ 所持有的强引用时，引用计数器并不会归零，所以这两块空间也得不到释放，这就导致了内存泄漏。@H_404_8@

可以将其中一个类中的变量设定为 @H_404_8@ 弱引用来打破这种强引用循环：@H_404_8@

class Apartment {    let unit: String    init(unit: String) { self.unit = unit }    weak var tenant: Person?    deinit { print("Apartment \(unit) is being deinitialized") }}@H_404_8@

当断开 @H_404_8@ 所持有的强引用时，@H_404_8@Person instance@H_404_8@ 的引用计数器变成 0，实例被销毁，从而 @H_404_8@Apartment instance@H_404_8@ 的引用计数器也变为 0，实例被销毁。@H_404_8@


@H_404_8@ 什么时候使用 @H_404_8@weak@H_404_8@？@H_404_8@

当两个实例是 optional 关联在一起时，确保其中的一个使用 @H_404_8@ 弱引用，就像上面所说的那个例子一样。@H_404_8@


@H_404_8@

uNowned 无主引用@H_404_8@

在某些情况下，声明的变量总是有值得时候，我们需要使用 @H_404_8@ 无主引用。@H_404_8@

同样借用一下 TSPL 中的例子：@H_404_8@

class Customer {    let name: String    var card: CreditCard?    init(name: String) {        self.name = name    }    deinit { print("\(name) is being deinitialized") }}class CreditCard {    let number: UInt64    uNowned let customer: Customer    init(number: UInt64,customer: Customer) {        self.number = number        self.customer = customer    }    deinit { print("Card #\(number) is being deinitialized") }}@H_404_8@

这里定义了两个类，@H_404_8@Customer@H_404_8@CreditCard@H_404_8@，模拟了银行客户和客户的xyk，在这个例子中，每一个类都是将另一个类的实例作为自身的属性，所以会产生循环强引用。@H_404_8@

和之前那个例子不同的是，@H_404_8@ 类中有一个非可选类型的 @H_404_8@customer@H_404_8@ 属性，因为，一个客户可能有或者没有一张xyk，但是一张xyk总是关联着一个用户。@H_404_8@

var john: Customer?john = Customer(name: "John Appleseed")john!.card = CreditCard(number: 1234_5678_9012_3456,customer: john!)@H_404_8@

关联两个实例后，它们的引用关系如图所示：@H_404_8@

 变量持有的强引用时，再也没有指向 @H_404_8@ 的强引用了，所以该实例被销毁了，其后，再也没有指向 @H_404_8@ 的强引用了，该实例也被销毁了。@H_404_8@


@H_404_8@ 什么时候使用 @H_404_8@@H_404_8@uNowned@H_404_8@ 无主引用？@H_404_8@@H_404_8@

两个实例 A 和 B，如果实例 A 必须在实例 B 存在的前提下才能存在，那么实例 A 必须用 @H_404_8@ 无主引用指向实例 B。也就是说，有强制依赖性的那个实例必须对另一个实例持有无主引用。@H_404_8@

例如上面那个例子所说，银行客户可能没有xyk，但是每张xyk总是绑定着一个银行客户，所以xyk这个类就需要用 @H_404_8@ 无主引用。@H_404_8@

无主引用以及隐市解析可选属性@H_404_8@@H_404_8@

还有一种情况，两个属性都必须有值，并且初始化完成之后永远不会为 @H_404_8@。在这种情况下，需要一个类使用 @H_404_8@ 无主引用，另一个类使用隐式解析可选属性。@H_404_8@


@H_404_8@

闭包@H_404_8@引@H_404_8@@H_404_8@@H_404_8@起的循环强引用@H_404_8@@H_404_8@

在 Swift 中，闭包和函数都属于引用类型。并且闭包还有一个特性：可以在其定义的上下文中捕获常量或者变量。所以，在一个类中，闭包被赋值给了一个属性，而这个闭包又使用了这个类的实例的时候，就会引起循环强引用。@H_404_8@

Swift 提供了一种方法来解决这个问题：闭包捕获列表（closure capture List）。在定义闭包的同时定义捕获列表作为闭包的一部分，捕获列表定义了闭包体内捕获一个或者多个引用类型的规则。跟解决两个类实例之间的循环强引用一样，声明每个捕获的引用为弱引用或者无主引用。@H_404_8@

捕获列表中的每一项都由一对元素组成，一个元素是 @H_404_8@ 或者 @H_404_8@ 关键字，另一个元素是类实例的引用（例如最常见得是 @H_404_8@self@H_404_8@），这些在方括号内用逗号隔开。@H_404_8@

何时使用 weak，何时使用 uNowned@H_404_8@


@H_404_8@

在闭包和捕获的实例总是相互引用并且总是同时销毁的时候，将闭包内的捕获定义为 @H_404_8@在被捕获的实例可能变成 @H_404_8@ 的情况下，使用 @H_404_8@ 弱引用。如果被捕获的引用绝对不会变成 @H_404_8@，应该使用 @H_404_8@ 无主引用，而不是 @H_404_8@ 弱引用。@H_404_8@


@H_404_8@

Garbage Collection（GC，垃圾回收）@H_404_8@@H_404_8@

其实 ARC 应该也算 GC 的一种，不过我们一谈到 GC，大多都会想到 Java 中的垃圾回收机制，相比较 GC，ARC 简单得许多。以后有机会可以讨论一下 Java 中的内存管理。@H_404_8@

另外，需要注意的一点是，这里所讲的都是针对于@H_404_8@引用类型@H_404_8@结构体@H_404_8@和@H_404_8@枚举@H_404_8@在 Swift 中属于值类型，不在 ARC 的考虑范围之内。@H_404_8@


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总结

以上是内存溢出为你收集整理的Swift 中的内存管理详解全部内容，希望文章能够帮你解决Swift 中的内存管理详解所遇到的程序开发问题。

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