初步swift语言学习笔记6(ARC-自己主动引用计数,内存管理)
Swift使用自己主动引用计数(ARC)来管理应用程序的内存使用。这表示内存管理已经是Swift的一部分,在大多数情况下,你并不须要考虑内存的管理。
当实例并不再被须要时。ARC会自己主动释放这些实例所使用的内存。
另外须要注意的:
引用计数仅仅作用于类实例上。结构和枚举是值类型,而非引用类型。所以不能被引用存储和传递。
swift的ARC工作过程
每当创建一个类的实例。ARC分配一个内存块来存储这个实例的信息,包括了类型信息和实例的属性值信息。
另外当实例不再被使用时,ARC会释放实例所占用的内存,这些内存能够再次被使用。
可是,假设ARC释放了正在被使用的实例,就不能再訪问实例属性。或者调用实例的方法了。直接訪问这个实例可能造成应用程序的崩溃。
就像空实例或游离实例一样。
为了保证须要实例时实例是存在的。ARC对每一个类实例,都追踪有多少属性、常量、变量指向这些实例。当有活动引用指向它时,ARC是不会释放这个实例的。
为实现这点。当你将类实例赋值给属性、常量或变量时。指向实例的一个强引用(strong reference)将会被构造出来。被称为强引用是由于它稳定地持有这个实例,当这个强引用存在时,实例就不能够被自己主动释放,因此能够安全地使用。
样例:
class Teacher
{
var tName : String init(name:String)
{
tName = name
println("老师 \(tName) 实例初始化完毕.")
} func getName() -> String
{
return tName
} func classing()
{
println("老师 \(tName) 正在给学生讲课.")
} deinit
{
println("老师 \(tName) 实例析构完毕.")
}
}
測试ARC:
func testArc()
{
var teacher:Teacher? = Teacher(name:"张三") //实例化一个Teacher对象将指向一个变量,此时产生了一个强引用(就好像OC中的引用计数+1)
var refteacher:Teacher? = teacher //再次产生强引用即(引用计数再+1)
var refteacher2:Teacher? = teacher //再次产生强引用即(引用计数再+1) refteacher = nil //第一个引用对象为nil并没有使实例释放,(引用计数-1)
teacher?.classing() //正常
teacher = nil //第二个引用对象为nil并没有使实例释放,(引用计数-1)
refteacher2!.classing() //正常
refteacher2 = nil //第三个引用对象为nil此时已没有作何引用了,因此ARC回收,实例释放.(引用计数-1)最后引用计数为0。则自己主动调用析构
refteacher2? .classing() //不再有输出
}
输出结果:
老师 张三 实例初始化完毕.
老师 张三 正在给学生讲课.
老师 张三 正在给学生讲课.
老师 张三 实例析构完毕.
从上面的样例来看,确实swift给我们自己主动管理了内存,非常多时侯开发人员都不须要考虑太多的内存管理。但真的是这样吗?真的安全吗?作为开发人员要怎样用好ARC?
虽然ARC降低了非常多内存管理工作,但ARC并非绝对安全的。以下来看一下循环强引用导至的内存泄漏。
样例:
class Teacher
{
var tName : String
var student : Student? //加入学生对象,初始时为nil init(name:String)
{
tName = name
println("老师 \(tName) 实例初始化完毕.")
} func getName() -> String
{
return tName
} func classing()
{
println("老师 \(tName) 正在给学生 \(student? .getName()) 讲课.")
} deinit
{
println("老师 \(tName) 实例析构完毕.")
}
} class Student
{
var tName : String
var teacher : Teacher? //加入老师对象,初始时为nil init(name:String)
{
tName = name
println("学生 \(tName) 实例初始化完毕.")
} func getName() -> String
{
return tName
} func listening()
{
println("学生 \(tName) 正在听 \(teacher?.getName()) 老师讲的课")
} deinit
{
println("学生 \(tName) 实例析构化完毕.")
}
}
測试泄漏:
func testMemoryLeak()
{
var teacher :Teacher?
var student :Student? teacher = Teacher(name:"陈峰") //(引用计数为1)
student = Student(name:"徐鸽") //(引用计数为1) teacher!.student = student //赋值后将产生"学生"对象的强引用 (引用计数+1)
student!.teacher = teacher //赋值后将产生"老师"对象的强引用 (引用计数+1) teacher!.classing() //由于我清楚地知道teacher对象不可能为空,所以我用!解包
student!.listening() //以下的代码。写与不写都不能使对象释放
teacher = nil //引用计数-1 但还不能=0,所以不会析构
student = nil //引用计数-1 但还不能=0,所以也不会析构 println("释放后输出") teacher?.classing() //由于我不能确定teacher对象是否为空,所以必须用?来訪问。
student?.listening() }
输出结果:
老师 陈峰 实例初始化完毕.
学生 徐鸽 实例初始化完毕.
老师 陈峰 正在给学生 徐鸽 讲课.
学生 徐鸽 正在听 陈峰 老师讲的课
释放后输出
自始至终都没有调用deinit。因此就会泄漏,此时已经不能採取不论什么措拖来释放这两个对象了,仅仅有等APP的生命周期结束
实例之间的相互引用,在日常开发中是非经常见的一种,哪么怎样避免这样的循环强引用导致的内存泄漏呢?
能够通过在类之间定义为弱引用(weak)或无宿主引用的(unowned)变量能够解决强引用循环这个问题
弱引用方式:
弱引用并不保持对所指对象的强烈持有。因此并不阻止ARC对引用实例的回收。这个特性保证了引用不成为强引用循环的一部分。指明引用为弱引用是在生命属性或变量时在其前面加上keywordweak。
注意
弱引用必须声明为变量,指明它们的值在运行期能够改变。
弱引用不能被声明为常量。
由于弱引用能够不含有值,所以必须声明弱引用为可选类型。由于可选类型使得Swift中的不含有值成为可能。
因此仅仅须要将上述的样例随意一个实例变量前加上weak关键词就可以,如:
weak var student : Student?
或
weak var teacher : Teacher?
以下来測试一下weak var student : Student?设为弱引用后,測试释放的时间点(情况一)
var teacher :Teacher? var student :Student? teacher = Teacher(name:"陈峰")
student = Student(name:"徐鸽") teacher!.student = student //赋值后将产生"学生"对象的强引用
student!.teacher = teacher //赋值后将产生"老师"对象的强引用 teacher!.classing()
student!.listening() teacher = nil //此时将没有立即调用析构,要等student释放后才会释放
//student = nil println("释放后输出") teacher? .classing() //前面已设为nil,所以没有输出
student?.listening()
经測试输出:
老师 陈峰 实例初始化完毕. //运行teacher = Teacher(name:"陈峰")
学生 徐鸽 实例初始化完毕. //运行student = Student(name:"徐鸽")
老师 陈峰 正在给学生 徐鸽 讲课. //运行teacher!.classing()
学生 徐鸽 正在听 陈峰 老师讲的课 //运行student!.listening()
释放后输出 //运行println("释放后输出")
学生 徐鸽 正在听 陈峰 老师讲的课 //运行student?.listening()
学生 徐鸽 实例析构化完毕. //学生对象先释放
老师 陈峰 实例析构完毕. //此时由于学生对象释放了,此时没有了引用,也能够进行析构了
假设 weak var teacher : Teacher?
再来进行測试:(情况二)
var teacher :Teacher?
var student :Student? teacher = Teacher(name:"陈峰")
student = Student(name:"徐鸽") teacher!.student = student //赋值后将产生"学生"对象的强引用
student!.teacher = teacher //赋值后将产生"老师"对象的强引用 teacher!.classing()
student!.listening() teacher = nil //此时将没有立即调用析构,要等student释放后才会释放
//student = nil println("释放后输出") teacher?.classing()
student? .listening() //此时并不由于
输出结果:
老师 陈峰 实例初始化完毕.
学生 徐鸽 实例初始化完毕.
老师 陈峰 正在给学生 徐鸽 讲课.
学生 徐鸽 正在听 陈峰 老师讲的课
老师 陈峰 实例析构完毕.
释放后输出
学生 徐鸽 正在听 nil 老师讲的课
学生 徐鸽 实例析构化完毕.
经測试得出结论:
当A类中包函有B类的弱引用的实例,同一时候,B类中存在A的强引用实例时,假设A释放,也不会影响B的析放。但A的内存回收要等B的实例释放后才干够回收。(情况一的结果)
当A类中包函有B类的强引用的实例时,假设A释放,则不会影响B的析放。(情况二的结果)
无宿主引用方式:
和弱引用一样。无宿主引用也并不持有实例的强引用。
但和弱引用不同的是。无宿主引用通常都有一个值。因此。无宿主引用并不定义成可选类型。指明为无宿主引用是在属性或变量声明的时候在之前加上keywordunowned。
由于无宿主引用为非可选类型。所以每当使用无宿主引用时不必使用?
。无宿主引用通常能够直接訪问。可是当无宿主引用所指实例被释放时。ARC并不能将引用值设置为nil。由于非可选类型不能设置为nil。
注意
在无宿主引用指向实例被释放后,假设你想訪问这个无宿主引用,将会触发一个运行期错误(仅当能够确认一个引用一直指向一个实例时才使用无宿主引用)。
在Swift中这样的情况也会造成应用程序的崩溃,会有一些不可预知的行为发生。
因此使用时须要特别小心。
将前面样例改为无宿主引用:
class Teacher
{
var tName : String
var student : Student? //学生对象的强引用,实例能够为nil init(name:String)
{
tName = name
println("老师 \(tName) 实例初始化完毕.")
} func getName() -> String
{
return tName
} func classing()
{
println("老师 \(tName) 正在给学生 \(student?.getName()) 讲课.")
} deinit
{
println("老师 \(tName) 实例析构完毕.")
}
} class Student
{
var tName : String
unowned var teacher : Teacher //无宿主引用,不能够设置为nil init(name:String,tcher :Teacher)
{
tName = name
teacher = tcher //由于无宿主引用不能设为可选型。所在必须要初始化
println("学生 \(tName) 实例初始化完毕.")
} func getName() -> String
{
return tName
} func listening()
{
println("学生 \(tName) 正在听 \(teacher.getName()) 老师讲的课")
} deinit
{
println("学生 \(tName) 实例析构化完毕.")
}
}
測试无宿主引用:
func testNotOwner()
{
var teacher :Teacher? //声明可选型变量 teacher = Teacher(name:"陈峰") var student = Student(name: "徐鸽",tcher: teacher!) //进行相互引用
teacher!.student = student
student.teacher = teacher! teacher!.classing()
student.listening() teacher = nil
println("老师对象释放后") teacher? .classing()
student.listening() //error 由于在前面的teacher设为nil时,隐式的将student对象给释放了。因此这里再訪问就会crash
}
输出结果:
老师 陈峰 实例初始化完毕.
学生 徐鸽 实例初始化完毕.
老师 陈峰 正在给学生 徐鸽 讲课.
学生 徐鸽 正在听 陈峰 老师讲的课
老师 陈峰 实例析构完毕.
老师对象释放后
Program ended with exit code: 9(lldb) //会crash,thead1:Exc_BREAKPOINT(code=EXC_i386_BPT,subcode=0x0)
所以使用无宿主引用时,就须要特别小心。小心别人释放时,顺带释放了强引用对象。所以要想别人释放时不影响到原实例。能够使用弱引用这样就算nil,也不会影响。
上面介绍了,当某个类中的实例对象假设在整个生命周期中,有某个时间可能会被设为nil的实例,使用弱引用,假设整个生命周期中某一实例,一旦构造,过程中不可能再设为nil的实例变量。通常使用无宿主引用。但时有些时侯。在两个类中的相互引用属性都一直有值,而且都不能够被设置为nil。这样的情况下,通常设置一个类的实例为无宿主属性。而另一个类中的实例变量设为的隐式装箱可选属性(即!号属性)
如以下的样例。每位父亲都有孩子(没孩子能叫父亲么?),每一个孩子都有一个亲生父亲
class Father
{
let children : Children! //声明为隐式可选类型
let fathername : String
init(name:String,childName:String)
{
self.fathername = name
self.children = Children(name: childName,fat:self) //初始化时产生相互引用
} deinit
{
println("father deinited.")
}
} class Children
{
unowned let father : Father //声明为无宿主类型
let name : String
init(name:String ,fat : Father)
{
self.name = name
self.father = fat
} deinit
{
println("children deinited.")
}
}
測试代码:
var fa = Father(name: "王五",childName: "王八")
println("\(fa.fathername) 有个小孩叫 \(fa.children.name)")
输出结果:
王五 有个小孩叫 王八
father deinited.
children deinited.
相同能够看到,虽然是循环引用,但还是能正常回收。
另外,另一种情况,当自身的闭包对自身(self) 的强引用,也会导致内存泄漏。
样例:
class CpuFactory
{
let cpuName : String
let cpuRate : Double
init(cpuName:String,rate:Double)
{
self.cpuName = cpuName
self.cpuRate = rate
} //声明一个闭包
@lazy var someClosure: (Int, String) -> String = {
//以下这句不能够凝视编译器会报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)" //闭包中引用self
} //声明一个闭包,相同闭包中引用self
@lazy var machining: () -> String = {
[unowned self] in //这句能够凝视(依照书上说。使用这句能够解释闭包的强引用,但个人实践。无论加不加这句,都不会释放。即这样写有内存泄漏)
// closure body goes here if self.cpuRate > 10
{
return "\(self.cpuName) i7 2.5G"
}
else
{
return "\(self.cpuName) i3 2.0G"
}
} //声明一个闭包,但闭包中将自身作为參数传进去(能够避去内存泄漏)
@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.")
}
}
在这个样例中有三个闭包,各自是带參。和不带參,对于带參的 不能省略[unowned self] (paramers) in操作。否则会编译只是。另外。书中没有提到的,仅仅有声明为@lazy的闭包中才干够使用[unowned self] 否则在普通闭包中使用也会报错。
另一点书中讲到当自身闭包中使用self.时会产生强引用。导至内存泄漏,因此加上[unowned self ] in 这句能够破坏这样的强引用,从而使内存得到释放,但经本人亲自验证,就算加上了也没有释放。
測试:
func testClosure()
{
var cpu : CpuFactory? = CpuFactory(cpuName: "Core",rate: 5)
// println(cpu!.machining())
println(cpu!.machining2(cpu!))
// println(cpu!.someClosure(3,"hello")) cpu = nil
}
分别单独验证各句输出结果:
func testClosure()
{
var cpu : CpuFactory? = CpuFactory(cpuName: "Core",rate: 5)
println(cpu!.machining())
cpu = nil
}
输出:
Core i3 2.0G
显然cpu = nil也不会释放内存。
再来看第二个。
func testClosure()
{
var cpu : CpuFactory? = CpuFactory(cpuName: "Core",rate: 5)
println(cpu!.machining2(cpu!))
cpu = nil
}
输出
Core i3 2.0G
Cpu Factroy is deinited.
可见使用自身作为參数传參时,能够释放内存。
相同再測试第三种:
func testClosure()
{
var cpu : CpuFactory? = CpuFactory(cpuName: "Core",rate: 5)
println(cpu!.someClosure(3,"hello"))
cpu = nil
}
输出
A Core
事实上第三和第一种是一样的,都是引用了self.但第一种能够把[unowned self ]in 句凝视和不凝视的情况下进行測试,能够发现结果是一样的。并没有释放内存。
实在令人有点费解。。。。。
。
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