Swift-内存管理

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内存管理

跟OC一样,Swift也是采取基于引用计数的ARC内存管理方案(针对堆空间)

Swift的ARC中有3种引用

  • 强引用(strong reference):默认情况下,引用都是强引用
  • 弱引用 (weak reference):通过weak定义弱引用
  1. 必须是可选类型的var,因为实例销毁后,ARC会自动将弱引用设置为nil
  2. ARC自动给弱引用设置nil时,不会触发属性观察器
如果设置为let,p将不会设置为nil,可选类型才可以设置为nil
weak var p :Person? = Person()
  • 无主引用(unowned reference):通过unowned定义无主引用
  1. 不会产生强引用,实例销毁后仍然存储着实例的内存地址(类似于OC的unsafe_unretained)
  2. 试图在实例销毁后访问无主引用,会产生运行时错误(野指针)

weak、unowned只能使用在类实例上面

protocol Livable :AnyObject{}
class Person {}

weak var p0:Person?
weak var p1:AnyObject?
weak var p2:Livable?

unowned var p10:Person?
unowned var p11:AnyObject?
unowned var p12:Livable?

Autoreleasepool

autoreleasepool {
    let p = MJPerson(age:20,name:"Jack")
    p.run()
}

循环引用(Reference Cycle)

  • weak、unowned都能解决循环引用的问题,unowned要比weak少一些性能消耗
  1. 在生命周期中可能会变为nil的使用weak
  2. 初始化赋值后再也不会变为nil的使用unowned

闭包的循环引用

  • 闭包的表达式默认会对用到的外层对象产生额外的强引用(对外层对象进行了retain操作)
  • 以下代码会产生循环引用,导致Person对象无法释放(看不到Person的deinit被引用)
class Person {
    var fn:(() -> ())?
    func run(){print("run")}
    deinit{print("deinit")}
}
func test(){
    let p = Person()
    p.fn = {p.run()}
}
test()
  • 在闭包表达式的捕获列表声明weak或unowned引用,解决循环引用问题
p.fn = {
    [weak p] in p?.run()
}

p.fn = {
    [unowned p] in p.run()
}
p.fn = {[weak wp = p,unowned up = p,a = 10 + 20] in wp?.run()}
  • 如果想在定义闭包属性的同时引用self,这个闭包必须是lazy的(因为在初始化完毕之后才能引用self)
class Person {
    lazy var fn:(() -> ()) = {
        [weak self] in self?.run()
    }
    func run(){print("run")}
    deinit{print("deinit")}
}

如果lazy属性是闭包调用的结果,那么不用考虑循环引用的问题(因为闭包调用后,闭包的声明周期就结束了)(立即调用函数不用考虑循环引用)

class Person {
    var age:Int = 0
    lazy var getAge:Int = {self.age}()
    deinit{print("deinit")}
}

@escaping

  • 非逃逸闭包、逃逸闭包,一般都是当做参数传递给函数
  • 非逃逸闭包:闭包调用发生在函数结束前,闭包调用在函数作用域内
  • 逃逸闭包:闭包有可能在函数结束后调用,闭包调用逃离了函数的作用域,需要通过@escaping声明
import Dispatch
typealias Fn = () -> ()

// fn 是非逃逸闭包
func test1(_ fn:Fn){fn()}

// fn 是逃逸闭包
var gFn:Fn?
func test2(_ fn:@escaping Fn){gFn = fn}

func test3(_ fn:@escaping Fn){
    DispatchQueue.global().async {
        fn()
    }
}
import Dispatch
typealias Fn = () -> ()
class Person {
    var fn:Fn
    // fn 是逃逸闭包
    init(fn:@escaping Fn) {
        self.fn = fn
    }
    func run(){
        //DispatchQueue.global.async 也是一个逃逸闭包
        // 它用到了实例成员(属性、方法),编译器会强制要求明确写出self
        DispatchQueue.global.async {
            self.fn()
        }
    }
}

逃逸闭包不可以捕获inout参数

typealias Fn = () -> ()
func other1(_ fn:Fn){fn()}
func other2(_ fn:@escaping Fn){fn()}
func test(value: inout Int) -> Fn {
    other1{value += 1}
    // error :逃逸闭包不能捕获inout参数
    other2{value += 1}
    
    func plus(){value += 1}
    //  error :逃逸闭包不能捕获inout参数
    return plus
}

内存访问冲突(Conflicting Access to Memory)

内存访问冲突会在两个访问满足下列条件时发生:

  • 至少一个是写入操作
  • 它们访问的是同一块内存
  • 它们的访问时间重叠(比如在同一个函数内)
// 不存在内存冲突
func plus(_num:inout Int) -> Int{num + 1}
var number = 1
number = plus($number)
// 存在内存冲突(一边取值,一边改变值)
var step = 1
func increatement(_ num:inout Int){num += step}
increatement($step)
func balance (_ x:inout Int,_ y:inout Int){
    let sum = x + y
    x = sum /2
    y = sum - x
}
var num1 = 42
var num2 = 30
balance(&num1,&num2) // OK
balance(&num1,&num1) // Error

struct Player {
    var name:String
    var health:Int
    var energy:Int
    mutating func shareHealth(with teammate:inout Player){
        balance(&teammate.health,&health)
    }
}
var oscar = Player(name:'Oscar',health:10,energy:10)
var maria = Player(name:'Maria',health:5,energy:10)
oscar.shareHealth(with: &maria) // OK
oscar.shareHealth(with: &oscar) // Error
value tulpe = (health:10,energy:20)
// Error
balance(&tulpe.health,&tulpe.energy)

var holly = Player(name:'Holly',health:10,energy:10)

// Error
balance(&holly.health,&holly.energy)//重叠访问
如果下面的条件可以满足,就说明重叠访问结构体的属性是安全的

1.你只访问实例存储属性(它这个也是局部变量),不是计算属性(会访问其他的属性)或者类属性(在全局区) 2.结构体局部变量而非全局变量 3.结构体要么没有被闭包捕获要么只被非逃逸闭包捕获

// OK
func test(){
    // 局部变量在栈空间
    value tulpe = (health:10,energy:20)
    balance(&tulpe.health,&tulpe.energy)
    
    var holly = Player(name:'Holly',health:10,energy:10)
    balance(&holly.health,&holly.energy)
    
}
test()