初探swift语言的学习笔记六(ARC-自动引用计数,内存管理)
生活随笔
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初探swift语言的学习笔记六(ARC-自动引用计数,内存管理)
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作者：fengsh998
原文地址：http://blog.csdn.net/fengsh998/article/details/31824179
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class?Teacher?? {?? ????var?tName?:?String?? ?? ????init(name:String)?? ????{?? ????????tName?=?name?? ????????println("老師?\(tName)?實例初始化完成.")?? ????}?? ?????? ????func?getName()?->?String?? ????{?? ????????return?tName?? ????}?? ?????? ????func?classing()?? ????{?? ????????println("老師?\(tName)?正在給學生講課.")?? ????}?? ?????? ????deinit?? ????{?? ????????println("老師?\(tName)?實例析構完成.")?? ????}?? }??
測試ARC:
func?testArc()?? {?? ????var?teacher:Teacher??=?Teacher(name:"張三")??//實例化一個Teacher對象將指向一個變量，此時產生了一個強引用(就好像OC中的引用計數+1)?? ????var?refteacher:Teacher??=?teacher????????????//再次產生強引用即(引用計數再+1)?? ????var?refteacher2:Teacher??=?teacher<span?style="white-space:pre">????????</span>?<span?style="font-family:?Arial,?Helvetica,?sans-serif;">//再次產生強引用即(引用計數再+1)</span>?? ?? ?????? ????refteacher?=?nil????????????//第一個引用對象為nil并沒有使實例釋放,(引用計數-1)?? ????teacher?.classing()?????????//正常?? ????teacher?=?nil???????????????//第二個引用對象為nil并沒有使實例釋放,(引用計數-1)?? ????refteacher2!.classing()?????//正常?? ????refteacher2?=?nil???????????//第三個引用對象為nil此時已沒有作何引用了，因此ARC回收，實例釋放.(引用計數-1)最后引用計數為0，則自動調用析構?? ????refteacher2?.classing()?????//不再有輸出?? }??
老師?張三?實例初始化完成.?? 老師?張三?正在給學生講課.?? 老師?張三?正在給學生講課.?? 老師?張三?實例析構完成.??
從上面的例子來看，確實swift給我們自動管理了內存，很多時侯開發者都不需要考慮太多的內存管理。但真的是這樣嗎？真的安全嗎？作為開發者要如何用好ARC？ class?Teacher?? {?? ????var?tName?:?String?? ????var?student?:?Student????????//添加學生對象,初始時為nil?? ?????? ????init(name:String)?? ????{?? ????????tName?=?name?? ????????println("老師?\(tName)?實例初始化完成.")?? ????}?? ?????? ????func?getName()?->?String?? ????{?? ????????return?tName?? ????}?? ?????? ????func?classing()?? ????{?? ????????println("老師?\(tName)?正在給學生?\(student?.getName())?講課.")?? ????}?? ?????? ????deinit?? ????{?? ????????println("老師?\(tName)?實例析構完成.")?? ????}?? }?? ?? class?Student?? {?? ????var?tName?:?String?? ????var?teacher?:?Teacher????????//添加老師對象,初始時為nil?? ?????? ????init(name:String)?? ????{?? ????????tName?=?name?? ????????println("學生?\(tName)?實例初始化完成.")?? ????}?? ?????? ????func?getName()?->?String?? ????{?? ????????return?tName?? ????}?? ?????? ????func?listening()?? ????{?? ????????println("學生?\(tName)?正在聽?\(teacher?.getName())?老師講的課")?? ????}?? ?????? ????deinit?? ????{?? ????????println("學生?\(tName)?實例析構化完成.")?? ????}?? }??
測試泄漏： func?testMemoryLeak()?? {?? ????var?teacher?:Teacher??? ????var?student?:Student??? ?????? ????teacher?=?Teacher(name:"陳峰")???//(引用計數為1)?? ????student?=?Student(name:"徐鴿")???//<span?style="font-family:?Arial,?Helvetica,?sans-serif;">(引用計數為1)</span>?? ?????? ????teacher!.student?=?student??//賦值后將產生"學生"對象的強引用?(引用計數+1)?? ????student!.teacher?=?teacher??//賦值后將產生"老師"對象的強引用?(引用計數+1)?? ?????? ????teacher!.classing()?????????//因為我清楚地知道teacher對象不可能為空,所以我用!解包?? ????student!.listening()?? ?????? ????//下面的代碼，寫與不寫都不能使對象釋放?? ????teacher?=?nil???????????//引用計數－1?但還不能＝0,所以不會析構?? ????student?=?nil<span?style="white-space:pre">?</span>????//引用計數－1?但還不能＝0,所以也不會析構?? ?????? ????println("釋放后輸出")?? ?????? ????teacher?.classing()<span?style="white-space:pre">???????</span>//因為我不能確定teacher對象是否為空，所以必須用?來訪問。?? ????student?.listening()?? ?????? }??
輸出結果： 老師?陳峰?實例初始化完成.?? 學生?徐鴿?實例初始化完成.?? 老師?陳峰?正在給學生?徐鴿?講課.?? 學生?徐鴿?正在聽?陳峰?老師講的課?? 釋放后輸出??
自始至終都沒有調用deinit。因此就會泄漏，此時已經不能采取任何措拖來釋放這兩個對象了，只有等APP的生命周期結束 weak?var?student?:?Student??? ?? weak?var?teacher?:?Teacher???
var?teacher?:Teacher??? var?student?:Student??? ?? teacher?=?Teacher(name:"陳峰")?? student?=?Student(name:"徐鴿")?? ?? teacher!.student?=?student??//賦值后將產生"學生"對象的強引用?? student!.teacher?=?teacher??//賦值后將產生"老師"對象的強引用?? ?? teacher!.classing()?? student!.listening()?? ?? teacher?=?nil???????????????//此時將沒有馬上調用析構，要等student釋放后才會釋放?? //student?=?nil?? ?? println("釋放后輸出")?? ?? teacher?.classing()<span?style="white-space:pre">???????</span>//前面已設為nil,所以沒有輸出?? student?.listening()??????????
經測試輸出： 老師?陳峰?實例初始化完成.??????????//執行teacher?=?Teacher(name:"陳峰")?? 學生?徐鴿?實例初始化完成.??????????//執行student?=?Student(name:"徐鴿")?? 老師?陳峰?正在給學生?徐鴿?講課.??????//執行teacher!.classing()?? 學生?徐鴿?正在聽?陳峰?老師講的課??????//執行student!.listening()?? 釋放后輸出???????????????????????//執行println("釋放后輸出")?? 學生?徐鴿?正在聽?陳峰?老師講的課??????//執行student?.listening()?? 學生?徐鴿?實例析構化完成.??????????//學生對象先釋放?? 老師?陳峰?實例析構完成.?????????????//此時由于學生對象釋放了,此時沒有了引用，也可以進行析構了??
var?teacher?:Teacher??? var?student?:Student??? ?? teacher?=?Teacher(name:"陳峰")?? student?=?Student(name:"徐鴿")?? ?? teacher!.student?=?student??//賦值后將產生"學生"對象的強引用?? student!.teacher?=?teacher??//賦值后將產生"老師"對象的強引用?? ?? teacher!.classing()?? student!.listening()?? ?? teacher?=?nil???????????????//此時將沒有馬上調用析構，要等student釋放后才會釋放?? //student?=?nil?? ?? println("釋放后輸出")?? ?? teacher?.classing()?? student?.listening()????????//此時并不因為??
輸出結果：
老師?陳峰?實例初始化完成.?? 學生?徐鴿?實例初始化完成.?? 老師?陳峰?正在給學生?徐鴿?講課.?? 學生?徐鴿?正在聽?陳峰?老師講的課?? 老師?陳峰?實例析構完成.?? 釋放后輸出?? 學生?徐鴿?正在聽?nil?老師講的課?? 學生?徐鴿?實例析構化完成.??
經測試得出結論：
class?Teacher?? {?? ????var?tName?:?String?? ????var?student?:?Student???????????????//學生對象的強引用,實例可以為nil?? ?????? ????init(name:String)?? ????{?? ????????tName?=?name?? ????????println("老師?\(tName)?實例初始化完成.")?? ????}?? ?????? ????func?getName()?->?String?? ????{?? ????????return?tName?? ????}?? ?????? ????func?classing()?? ????{?? ????????println("老師?\(tName)?正在給學生?\(student?.getName())?講課.")?? ????}?? ?????? ????deinit?? ????{?? ????????println("老師?\(tName)?實例析構完成.")?? ????}?? }?? ?? class?Student?? {?? ????var?tName?:?String?? ????unowned?var?teacher?:?Teacher???????????//無宿主引用,不可以設置為nil?? ?????? ????init(name:String,tcher?:Teacher)?? ????{?? ????????tName?=?name?? ????????teacher?=?tcher????//因為無宿主引用不能設為可選型，所在必須要初始化?? ????????println("學生?\(tName)?實例初始化完成.")?? ????}?? ?????? ????func?getName()?->?String?? ????{?? ????????return?tName?? ????}?? ?????? ????func?listening()?? ????{?? ????????println("學生?\(tName)?正在聽?\(teacher.getName())?老師講的課")?? ????}?? ?????? ????deinit?? ????{?? ????????println("學生?\(tName)?實例析構化完成.")?? ????}?? }??
測試無宿主引用： func?testNotOwner()?? {?? ????var?teacher?:Teacher????????????????//聲明可選型變量?? ?????? ????teacher??=?Teacher(name:"陳峰")?? ?????? ????var?student?=?Student(name:?"徐鴿",tcher:?teacher!)?? ?????? ????//進行相互引用?? ????teacher!.student?=?student?? ????student.teacher?=?teacher!?? ?????? ????teacher!.classing()?? ????student.listening()?? ?????? ????teacher?=?nil?? ????println("老師對象釋放后")?? ?????? ????teacher?.classing()?? ????student.listening()?//error?因為在前面的teacher設為nil時,隱式的將student對象給釋放了，因此這里再訪問就會crash?? }??
輸出結果： 老師?陳峰?實例初始化完成.?? 學生?徐鴿?實例初始化完成.?? 老師?陳峰?正在給學生?徐鴿?講課.?? 學生?徐鴿?正在聽?陳峰?老師講的課?? 老師?陳峰?實例析構完成.?? 老師對象釋放后?? Program?ended?with?exit?code:?9(lldb)??//會crash,thead1:Exc_BREAKPOINT(code=EXC_i386_BPT,subcode=0x0)??
所以使用無宿主引用時，就需要特別小心，小心別人釋放時，順帶釋放了強引用對象，所以要想別人釋放時不影響到原實例，可以使用弱引用這樣就算nil，也不會影響。
class?Father?? {?? ????let?children?:?Children!????????????????????//聲明為隱式可選類型?? ????let?fathername?:?String?? ????init(name:String,childName:String)?? ????{?? ????????self.fathername?=?name?? ????????self.children?=?Children(name:?childName,fat:self)?//初始化時產生相互引用?? ????}?? ?????? ????deinit?? ????{?? ????????println("father?deinited.")?? ????}?? }?? ?? class?Children?? {?? ????unowned?let?father?:?Father?????????????????//聲明為無宿主類型?? ????let?name?:?String?? ????init(name:String?,fat?:?Father)?? ????{?? ????????self.name?=?name?? ????????self.father?=?fat?? ????}?? ?????? ????deinit?? ????{?? ????????println("children?deinited.")?? ????}?? }??
測試代碼： var?fa?=?Father(name:?"王五",childName:?"王八")?? println("\(fa.fathername)?有個小孩叫?\(fa.children.name)")??
輸出結果： 王五?有個小孩叫?王八?? father?deinited.?? children?deinited.??
同樣可以看到，盡管是循環引用，但還是能正?；厥?。
class?CpuFactory?? {?? ????let?cpuName?:?String?? ????let?cpuRate?:?Double?? ????init(cpuName:String,rate:Double)?? ????{?? ????????self.cpuName?=?cpuName?? ????????self.cpuRate?=?rate?? ????}?? ?????? ????//聲明一個閉包?? ????@lazy?var?someClosure:?(Int,?String)?->?String?=?{?? ????????//下面這句不可以注釋編譯器會報Tuple?types?'(Int,String)'and'()'hava?a?different?number?of?elements?(2?vs.?0)?? ????????[unowned?self]?(index:?Int,?stringToProcess:?String)?->?String?in?? ????????//?closure?body?goes?here?? ?????????? ????????return?"A?\(self.cpuName)"??//閉包中引用self?? ????}?? ?????? ????//聲明一個閉包，同樣閉包中引用self?? ????@lazy?var?machining:?()?->?String?=?{?? ????????[unowned?self]?in??????//這句可以注釋(按照書上說，使用這句可以解釋閉包的強引用，但個人實踐，不管加不加這句，都不會釋放，即這樣寫有內存泄漏)?? ????????//?closure?body?goes?here?? ?????????? ????????if?self.cpuRate?>?10?? ????????{?? ????????????return?"\(self.cpuName)?i7?2.5G"?? ????????}?? ????????else?? ????????{?? ????????????return?"\(self.cpuName)?i3?2.0G"?? ????????}?? ????}?? ?????? ????//聲明一個閉包，但閉包中將自身作為參數傳進去(可以避去內存泄漏)?? ????@lazy?var?machining2?:?(CpuFactory)?->?String?=?{?? ?? ????????[unowned?self]?(cpu:CpuFactory)?->?String?in?? ?????????? ????????if?cpu.cpuRate?>?10?? ????????{?? ????????????return?"\(cpu.cpuName)?i7?2.5G"?? ????????}?? ????????else?? ????????{?? ????????????return?"\(cpu.cpuName)?i3?2.0G"?? ????????}?? ????}?? ?????? ????deinit?? ????{?? ????????println("Cpu?Factroy?is?deinited.")?? ????}?? }??
在這個例子中有三個閉包，分別是帶參，和不帶參，對于帶參的 不能省略[unowned self] (paramers) in操作。否則會編譯不過，另外，書中沒有提到的，只有聲明為@lazy的閉包中才可以使用[unowned self] 否則在普通閉包中使用也會報錯。還有一點書中講到當自身閉包中使用self.時會產生強引用，導至內存泄漏，因此加上[unowned self ] in 這句可以破壞這種強引用，從而使內存得到釋放，但經本人親自驗證，就算加上了也沒有釋放。 func?testClosure()?? {?? ????var?cpu?:?CpuFactory??=?CpuFactory(cpuName:?"Core",rate:?5)?? //????println(cpu!.machining())?? ????println(cpu!.machining2(cpu!))?? //????println(cpu!.someClosure(3,"hello"))?? ?????? ????cpu?=?nil?? }??
分別單獨驗證各句輸出結果：
func?testClosure()?? {?? ????var?cpu?:?CpuFactory??=?CpuFactory(cpuName:?"Core",rate:?5)?? ????println(cpu!.machining())?? ????cpu?=?nil?? }??
輸出：
Core?i3?2.0G??
顯然cpu = nil也不會釋放內存。
func?testClosure()?? {?? ????var?cpu?:?CpuFactory??=?CpuFactory(cpuName:?"Core",rate:?5)?? ????println(cpu!.machining2(cpu!))?? ????cpu?=?nil?? }??
輸出
[cpp]?view plaincopy Core?i3?2.0G?? Cpu?Factroy?is?deinited.??
可見使用自身作為參數傳參時，可以釋放內存。
同樣再測試第三種： func?testClosure()?? {?? ????var?cpu?:?CpuFactory??=?CpuFactory(cpuName:?"Core",rate:?5)?? ????println(cpu!.someClosure(3,"hello"))?? ????cpu?=?nil?? }??
輸出
[cpp]?view plaincopy A?Core??
其實第三和第一種是一樣的，都是引用了self.但第一種可以把［unowned self ］in ?句注釋和不注釋的情況下進行測試，可以發現結果是一樣的，并沒有釋放內存。
Swift使用自動引用計數（ARC）來管理應用程序的內存使用。這表示內存管理已經是Swift的一部分，在大多數情況下，你并不需要考慮內存的管理。當實例并不再被需要時，ARC會自動釋放這些實例所使用的內存。
另外需要注意的：
引用計數僅僅作用于類實例上。結構和枚舉是值類型，而非引用類型，所以不能被引用存儲和傳遞。
swift的ARC工作過程
每當創建一個類的實例，ARC分配一個內存塊來存儲這個實例的信息，包含了類型信息和實例的屬性值信息。
另外當實例不再被使用時，ARC會釋放實例所占用的內存，這些內存可以再次被使用。
但是，如果ARC釋放了正在被使用的實例，就不能再訪問實例屬性，或者調用實例的方法了。直接訪問這個實例可能造成應用程序的崩潰。就像空實例或游離實例一樣。
為了保證需要實例時實例是存在的，ARC對每個類實例，都追蹤有多少屬性、常量、變量指向這些實例。當有活動引用指向它時，ARC是不會釋放這個實例的。
為實現這點，當你將類實例賦值給屬性、常量或變量時，指向實例的一個強引用（strong reference）將會被構造出來。被稱為強引用是因為它穩定地持有這個實例，當這個強引用存在時，實例就不能夠被自動釋放，因此可以安全地使用。
例子：
[cpp]?view plaincopy
[cpp]?view plaincopy
輸出結果:
[cpp]?view plaincopy
從上面的例子來看，確實swift給我們自動管理了內存，很多時侯開發者都不需要考慮太多的內存管理。但真的是這樣嗎？真的安全嗎？作為開發者要如何用好ARC？
盡管ARC減少了很多內存管理工作，但ARC并不是絕對安全的。下面來看一下循環強引用導至的內存泄漏。
例子：
[cpp]?view plaincopy
測試泄漏：
[cpp]?view plaincopy
輸出結果：
[cpp]?view plaincopy
自始至終都沒有調用deinit。因此就會泄漏，此時已經不能采取任何措拖來釋放這兩個對象了，只有等APP的生命周期結束
實例之間的相互引用，在日常開發中是很常見的一種，哪么如何避免這種循環強引用導致的內存泄漏呢？
可以通過在類之間定義為弱引用（weak）或無宿主引用的（unowned）變量可以解決強引用循環這個問題
弱引用方式：
弱引用并不保持對所指對象的強烈持有，因此并不阻止ARC對引用實例的回收。這個特性保證了引用不成為強引用循環的一部分。指明引用為弱引用是在生命屬性或變量時在其前面加上關鍵字weak。
注意
弱引用必須聲明為變量，指明它們的值在運行期可以改變。弱引用不能被聲明為常量。
因為弱引用可以不含有值，所以必須聲明弱引用為可選類型。因為可選類型使得Swift中的不含有值成為可能。
?因此只需要將上述的例子任意一個實例變量前加上weak關鍵詞即可,如：
[cpp]?view plaincopy
下面來測試一下weak var student : Student?設為弱引用后，測試釋放的時間點(情況一)
[cpp]?view plaincopy
經測試輸出：
[cpp]?view plaincopy
如果 ?weak var teacher : Teacher?
再來進行測試：(情況二)
[cpp]?view plaincopy
[cpp]?view plaincopy
經測試得出結論：
當Ａ類中包函有Ｂ類的弱引用的實例，同時，Ｂ類中存在Ａ的強引用實例時，如果Ａ釋放，也不會影響Ｂ的析放，但Ａ的內存回收要等Ｂ的實例釋放后才可以回收。（情況一的結果）
當Ａ類中包函有Ｂ類的強引用的實例時，如果Ａ釋放，則不會影響Ｂ的析放。（情況二的結果）
和弱引用一樣，無宿主引用也并不持有實例的強引用。但和弱引用不同的是，無宿主引用通常都有一個值。因此，無宿主引用并不定義成可選類型。指明為無宿主引用是在屬性或變量聲明的時候在之前加上關鍵字unowned。
因為無宿主引用為非可選類型，所以每當使用無宿主引用時不必使用?。無宿主引用通?？梢灾苯釉L問。但是當無宿主引用所指實例被釋放時，ARC并不能將引用值設置為nil，因為非可選類型不能設置為nil。
注意
在無宿主引用指向實例被釋放后，如果你想訪問這個無宿主引用，將會觸發一個運行期錯誤（僅當能夠確認一個引用一直指向一個實例時才使用無宿主引用）。在Swift中這種情況也會造成應用程序的崩潰，會有一些不可預知的行為發生。因此使用時需要特別小心。
將前面例子改為無宿主引用：
[cpp]?view plaincopy
測試無宿主引用：
[cpp]?view plaincopy
輸出結果：
[cpp]?view plaincopy
上面介紹了，當某個類中的實例對象如果在整個生命周期中，有某個時間可能會被設為nil的實例，使用弱引用，如果整個生命周期中某一實例，一旦構造，過程中不可能再設為nil的實例變量，通常使用無宿主引用。但時有些時侯，在兩個類中的相互引用屬性都一直有值，并且都不可以被設置為nil。這種情況下，通常設置一個類的實例為無宿主屬性，而另一個類中的實例變量設為的隱式裝箱可選屬性(即!號屬性)
如下面的例子，每位父親都有孩子(沒孩子能叫父親么？)，每個孩子都有一個親生父親
[cpp]?view plaincopy
測試代碼：
[cpp]?view plaincopy
輸出結果：
[cpp]?view plaincopy
另外，還有一種情況，當自身的閉包對自身(self) 的強引用，也會導致內存泄漏。
例子：
[cpp]?view plaincopy
在這個例子中有三個閉包，分別是帶參，和不帶參，對于帶參的 不能省略[unowned self] (paramers) in操作。否則會編譯不過，另外，書中沒有提到的，只有聲明為@lazy的閉包中才可以使用[unowned self] 否則在普通閉包中使用也會報錯。還有一點書中講到當自身閉包中使用self.時會產生強引用，導至內存泄漏，因此加上[unowned self ] in 這句可以破壞這種強引用，從而使內存得到釋放，但經本人親自驗證，就算加上了也沒有釋放。
測試：
[cpp]?view plaincopy
[cpp]?view plaincopy
[cpp]?view plaincopy
再來看第二個。
[cpp]?view plaincopy
[cpp]?view plaincopy
同樣再測試第三種：
[cpp]?view plaincopy
實在令人有點費解。。。。。。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的初探swift语言的学习笔记六(ARC-自动引用计数,内存管理)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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