这里每天分享一个 iOS 的新知识，快来关注我吧
前言
作为当代的 iOS 开发者，我们似乎很少关心引用计数了，因为现在系统使用自动引用计数（ARC）简化了内存管理的过程，但有时我们需要更高级的技术来处理内存管理问题。
今天，我们来探讨一些 iOS 开发中不同的内存管理技术，并进行性能对比。
ARC 技术
首先我们先来了解 ARC 下不同的引用类型：
强引用（Strong References）
强引用是最常见的对象引用方式。创建变量或常量，或者在另一个对象的属性中保存对对象的引用，这些都会创建一个强引用。
先说结论吧，这种引用类型性能最好，是最快的。通过强引用访问变量时，Swift 可以跳过任何运行时检查，因为编译器保证对象始终存在。
弱引用（Weak References）
我们通常在闭包中为了防止循环引用时使用弱引用，但从性能角度来看，这是最慢的引用类型。
为啥呢？首先，如果对象不存在，它会返回 nil，因此在运行时需要进行额外的检查。其次，弱引用指向一个 side-table，即使对象存在，我们也必须进行两次解引用（先指向 side-table → 指向对象）。
关于 side-table，是一个底层实现机制，能够在提升性能和内存使用效率的同时，保持对象的轻量化，关于这块儿内容，以后专门写文章给大家讲解。
非拥有引用（Unowned References）
在 iOS 面试中，一个非常常见的问题是：“弱引用和非拥有引用有什么区别？”。关于这个问题之前专门写文章探讨过，可以去翻翻之前的文章。
iOS 中 weak self 和 unowned self 的区别是什么？
访问对象时，非拥有引用比弱引用更快，因为非拥有引用已经直接指向对象。但 Swift 仍会进行额外的检查，如果对象已被释放，则会抛出运行时错误（Crash）。
unowned(unsafe)
在 ARC 中，我们还有另一种引用类型，称为 unowned(unsafe)。
unowned(unsafe) 是 unowned 的一种变体，它在 Swift 5 中被引入，主要用于与 Objective-C 和 C 的互操作。与普通的 unowned 类似，它表示一个非拥有引用，但它更为危险，因为它不会在运行时进行任何安全检查。与非拥有（Unowned References）引用类似，ARC 不会增加引用计数。但对于这种类型，Swift 不会进行任何检查，也不会抛出运行时错误。
它仅仅返回给定地址的内容，这可能是一个对象、垃圾值或什么都没有。因此，这可能导致悬挂指针和未定义行为。
开发过 OC 的同学应该有点印象，unowned(unsafe) 就是源于 Objective-C，在 OC 里叫 __unsafe_unretained。
手动引用计数
有时你可能比系统更清楚对象应该在何时存在和销毁。为了获得更高的性能，你可以使用手动引用计数。也就是 Unmanaged。
Unmanaged 是 Swift 中用于处理与 Core Foundation 和其他非 ARC 管理的 C APIs 之间桥接的一种机制。它允许你绕过 Swift 的自动引用计数（ARC）系统，手动管理对象的引用计数。这在与 Core Foundation 或其他 C 库互操作时非常有用，因为这些库通常不使用 ARC。
实际上，Unmanaged 内部使用的是 unowned(unsafe)，并提供了多种手动引用管理方法，如 retain/release 等。因此，你可以通过手动管理的方式消除 ARC 的开销。
不同引用类型性能测试
为了测试不同引用类型的开销，我们可以分别测试强引用（strong）、弱引用（weak）、非拥有引用（unowned 和 unowned(unsafe)）、以及 Unmanaged 的性能。
以下是 Demo 的代码：
import Foundation
// 测试次数
let iterations = 10000000
func testStrong() -> Double {
let obj = TestClass(value: 42)
return measureTime {
for _ in 0..<iterations {
obj.value = obj.value + 1
}
}
}
func testWeak() -> Double {
let obj = TestClass(value: 42)
let weakRef = WeakRef(value: obj)
return measureTime {
for _ in 0..<iterations {
if let value = weakRef.value?.value {
weakRef.value?.value = value + 1
}
}
}
}
func testUnowned() -> Double {
let obj = TestClass(value: 42)
let unownedRef = UnownedRef(value: obj)
return measureTime {
for _ in 0..<iterations {
let value = unownedRef.value.value
unownedRef.value.value = value + 1
}
}
}
func testUnownedUnsafe() -> Double {
let obj = TestClass(value: 42)
let unownedUnsafeRef = UnownedUnsafeRef(value: obj)
return measureTime {
for _ in 0..<iterations {
let value = unownedUnsafeRef.value.value
unownedUnsafeRef.value.value = value + 1
}
}
}
func testUnmanaged() -> Double {
let obj = TestClass(value: 42)
let unmanagedRef = UnmanagedRef(value: obj)
return measureTime {
for _ in 0..<iterations {
let value = unmanagedRef.value.takeUnretainedValue().value
unmanagedRef.value.takeUnretainedValue().value = value + 1
}
}
}
这段代码中，我们定义了五个测量函数，分别测试不同引用类型的性能。每个函数对 TestClass 对象进行了 10000000 次操作（访问和设置 value 属性）。最后，我们记录每种引用类型的执行时间，并打印出来。
总结
从结果可以看出，强引用是最快的。Unmanaged 和 unowned(unsafe) 的性能相同，因为 Unmanaged 内部使用了 unowned(unsafe)。它们比强引用慢，因为编译器在访问由这些引用管理的变量时插入了额外的 retain。非拥有引用稍慢，因为需要进行运行时检查。最后，弱引用的性能最差。
希望这篇文章对你有所帮助！如果我遗漏了一些技术，请在评论中告诉我们。别忘了点赞和分享哦！
这里每天分享一个 iOS 的新知识，快来关注我吧
本文同步自微信公众号 “iOS新知”，每天准时分享一个新知识，这里只是同步，想要及时学到就来关注我吧！
