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Swift 自動引用計數(shù)（ARC）
Swift 使用自動引用計數(shù)（ARC）這一機制來跟蹤和管理應(yīng)用程序的內(nèi)存
通常情況下我們不需要去手動釋放內(nèi)存，因為 ARC 會在類的實例不再被使用時，自動釋放其占用的內(nèi)存。
但在有些時候我們還是需要在代碼中實現(xiàn)內(nèi)存管理。
ARC 功能
當每次使用 init() 方法創(chuàng)建一個類的新的實例的時候，ARC 會分配一大塊內(nèi)存用來儲存實例的信息。
內(nèi)存中會包含實例的類型信息，以及這個實例所有相關(guān)屬性的值。
當實例不再被使用時，ARC 釋放實例所占用的內(nèi)存，并讓釋放的內(nèi)存能挪作他用。
為了確保使用中的實例不會被銷毀，ARC 會跟蹤和計算每一個實例正在被多少屬性，常量和變量所引用。
實例賦值給屬性、常量或變量，它們都會創(chuàng)建此實例的強引用，只要強引用還在，實例是不允許被銷毀的。
ARC 實例
class Person {
let name: String
init(name: String) {
self.name = name
print("\(name) 開始初始化")
}
deinit {
print("\(name) 被析構(gòu)")
}
}
// 值會被自動初始化為nil，目前還不會引用到Person類的實例
var reference1: Person?
var reference2: Person?
var reference3: Person?
// 創(chuàng)建Person類的新實例
reference1 = Person(name: "W3CSchool")
//賦值給其他兩個變量，該實例又會多出兩個強引用
reference2 = reference1
reference3 = reference1
//斷開第一個強引用
reference1 = nil
//斷開第二個強引用
reference2 = nil
//斷開第三個強引用，并調(diào)用析構(gòu)函數(shù)
reference3 = nil
以上程序執(zhí)行輸出結(jié)果為：
W3CSchool 開始初始化 W3CSchool 被析構(gòu)
類實例之間的循環(huán)強引用
在上面的例子中，ARC 會跟蹤你所新創(chuàng)建的 Person 實例的引用數(shù)量，并且會在 Person 實例不再被需要時銷毀它。
然而，我們可能會寫出這樣的代碼，一個類永遠不會有0個強引用。這種情況發(fā)生在兩個類實例互相保持對方的強引用，并讓對方不被銷毀。這就是所謂的循環(huán)強引用。
實例
下面展示了一個不經(jīng)意產(chǎn)生循環(huán)強引用的例子。例子定義了兩個類：Person和Apartment，用來建模公寓和它其中的居民:
class Person {
let name: String
init(name: String) { self.name = name }
var apartment: Apartment?
deinit { print("\(name) 被析構(gòu)") }
}
class Apartment {
let number: Int
init(number: Int) { self.number = number }
var tenant: Person?
deinit { print("Apartment #\(number) 被析構(gòu)") }
}
// 兩個變量都被初始化為nil
var youj: Person?
var number73: Apartment?
// 賦值
youj = Person(name: "W3CSchool")
number73 = Apartment(number: 73)
// 意感嘆號是用來展開和訪問可選變量 youj 和 number73 中的實例
// 循環(huán)強引用被創(chuàng)建
youj!.apartment = number73
number73!.tenant = youj
// 斷開 youj 和 number73 變量所持有的強引用時，引用計數(shù)并不會降為 0，實例也不會被 ARC 銷毀
// 注意，當你把這兩個變量設(shè)為nil時，沒有任何一個析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用。
// 強引用循環(huán)阻止了Person和Apartment類實例的銷毀，并在你的應(yīng)用程序中造成了內(nèi)存泄漏
youj = nil
number73 = nil
解決實例之間的循環(huán)強引用
Swift 提供了兩種辦法用來解決你在使用類的屬性時所遇到的循環(huán)強引用問題：
- 弱引用
- 無主引用
弱引用和無主引用允許循環(huán)引用中的一個實例引用另外一個實例而不保持強引用。這樣實例能夠互相引用而不產(chǎn)生循環(huán)強引用。
對于生命周期中會變?yōu)閚il的實例使用弱引用。相反的，對于初始化賦值后再也不會被賦值為nil的實例，使用無主引用。
弱引用實例
class Module {
let name: String
init(name: String) { self.name = name }
var sub: SubModule?
deinit { print("\(name) 主模塊") }
}
class SubModule {
let number: Int
init(number: Int) { self.number = number }
weak var topic: Module?
deinit { print("子模塊 topic 數(shù)為 \(number)") }
}
var toc: Module?
var list: SubModule?
toc = Module(name: "ARC")
list = SubModule(number: 4)
toc!.sub = list
list!.topic = toc
toc = nil
list = nil
以上程序執(zhí)行輸出結(jié)果為：
ARC 主模塊 子模塊 topic 數(shù)為 4
無主引用實例
class Student {
let name: String
var section: Marks?
init(name: String) {
self.name = name
}
deinit { print("\(name)") }
}
class Marks {
let marks: Int
unowned let stname: Student
init(marks: Int, stname: Student) {
self.marks = marks
self.stname = stname
}
deinit { print("學(xué)生的分數(shù)為 \(marks)") }
}
var module: Student?
module = Student(name: "ARC")
module!.section = Marks(marks: 98, stname: module!)
module = nil
以上程序執(zhí)行輸出結(jié)果為：
ARC 學(xué)生的分數(shù)為 98
閉包引起的循環(huán)強引用
循環(huán)強引用還會發(fā)生在當你將一個閉包賦值給類實例的某個屬性，并且這個閉包體中又使用了實例。這個閉包體中可能訪問了實例的某個屬性，例如self.someProperty，或者閉包中調(diào)用了實例的某個方法，例如self.someMethod。這兩種情況都導(dǎo)致了閉包 "捕獲" self，從而產(chǎn)生了循環(huán)強引用。
實例
下面的例子為你展示了當一個閉包引用了self后是如何產(chǎn)生一個循環(huán)強引用的。例子中定義了一個叫HTMLElement的類，用一種簡單的模型表示 HTML 中的一個單獨的元素：
class HTMLElement {
let name: String
let text: String?
lazy var asHTML: () -> String = {
if let text = self.text {
return "<\(self.name)>\(text)</\(self.name)>"
} else {
return "<\(self.name) />"
}
}
init(name: String, text: String? = nil) {
self.name = name
self.text = text
}
deinit {
print("\(name) is being deinitialized")
}
}
// 創(chuàng)建實例并打印信息
var paragraph: HTMLElement? = HTMLElement(name: "p", text: "hello, world")
print(paragraph!.asHTML())
HTMLElement 類產(chǎn)生了類實例和 asHTML 默認值的閉包之間的循環(huán)強引用。
實例的 asHTML 屬性持有閉包的強引用。但是，閉包在其閉包體內(nèi)使用了self（引用了self.name和self.text），因此閉包捕獲了self，這意味著閉包又反過來持有了HTMLElement實例的強引用。這樣兩個對象就產(chǎn)生了循環(huán)強引用。
解決閉包引起的循環(huán)強引用:在定義閉包時同時定義捕獲列表作為閉包的一部分，通過這種方式可以解決閉包和類實例之間的循環(huán)強引用。
弱引用和無主引用
當閉包和捕獲的實例總是互相引用時并且總是同時銷毀時，將閉包內(nèi)的捕獲定義為無主引用。
相反的，當捕獲引用有時可能會是nil時，將閉包內(nèi)的捕獲定義為弱引用。
如果捕獲的引用絕對不會置為nil，應(yīng)該用無主引用，而不是弱引用。
實例
前面的HTMLElement例子中，無主引用是正確的解決循環(huán)強引用的方法。這樣編寫HTMLElement類來避免循環(huán)強引用：
class HTMLElement {
let name: String
let text: String?
lazy var asHTML: () -> String = {
[unowned self] in
if let text = self.text {
return "<\(self.name)>\(text)</\(self.name)>"
} else {
return "<\(self.name) />"
}
}
init(name: String, text: String? = nil) {
self.name = name
self.text = text
}
deinit {
print("\(name) 被析構(gòu)")
}
}
//創(chuàng)建并打印HTMLElement實例
var paragraph: HTMLElement? = HTMLElement(name: "p", text: "hello, world")
print(paragraph!.asHTML())
// HTMLElement實例將會被銷毀，并能看到它的析構(gòu)函數(shù)打印出的消息
paragraph = nil
以上程序執(zhí)行輸出結(jié)果為：
<p>hello, world</p> p 被析構(gòu)
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