Swift里你可能不知道的事儿(1)-Reference cycle引起的内存泄漏

Swift里你可能不知道的事儿（1）

Reference cycle引起的内存泄漏

纵然Swift使用ARC（Automatic Reference Counting）为我们打理内存，这并不代表它面对任何情况都足够聪明。尤其是当对象之间存在相互引用的时候，更是容易由于reference cycle导致内存无法释放。当然，这并非我们本意，只是有时这样的问题发生的不甚明显。Swift为我们提供了一系列语言机制来处理reference cycle，而我们也应该时刻保持警醒，避免内存泄漏。

*“ARC只针对类对象才生效，struct和enum都是值类型，它们的对象并不被ARC管理。”
特别提示*

ARC是如何工作的？

Swift使用“引用计数（reference count）”来管理类对象的生命周期，避免类对象在“仍被使用”的时候被意外释放。为了观察reference count、对象构建和对象释放之间的关系，我们先来定义一个类：

class Person {
    let name: String
    
    init(name: String) {
        self.name = name
        print("\(name) is being initialized.")
    }
    
    deinit {
        print("\(name) is being deinitialized.")
    }
}

接下来，我们观察下面代码的的执行过程：

var ref1: Person?
var ref2: Person?

// Mars is being initialized.
// count = 1
ref1 = Person(name: "Mars")

// count = 2
ref2 = ref1

// count = 1
ref2 = nil

// count = 0
// Mars is being deinitialized.
ref1 = nil

Person构造时，init被调用，只有一个变量引用了这个对象，此时的reference count为1；
当我们把ref1赋值给ref2时，它们指向相同的对象，此时的reference count为2；
当ref2为nil时，此时的reference count恢复为1；
当ref1为nil时，reference count为0，Tennat的deinit被调用，对象被释放；

在上面的例子里，由于ref1和ref2都会导致Person的reference count加1，因此它们叫做 strong reference 。这是Swift中的默认行为。

*“和带有Garbage Collection的语言不同，当一个对象的reference count为0时，Swift会立即删除该对象。”
特别提示*

理解Reference cycle是如何发生的

对于Person这样的单个对象，ARC可以很好的默默为我们工作。但是，当不同类对象之间存在相互引用时，指向彼此的strong reference就会导致reference cycle。ARC无法释放它们之中的任何一个。来看一个例子，我们给Person添加一个Apartment：

class Person {
    let name: String
    var apartment: Apartment?
    
    init(name: String) {
        self.name = name
        print("\(name) is being initialized.")
    }
    
    deinit {
        print("\(name) is being deinitialized.")
    }
}

class Apartment {
    let unit: String
    var tenant: Person?
    
    init(unit: String) {
        self.unit = unit
        print("Apartment \(unit) is being initialized.")
    }
    
    deinit {
        print("Apartment \(unit) is being deinitialized.")
    }
}

由于Person不一定会租Apartment，Apartment也不一定有房客，因此，Person.apartment和Apartment.tenant都是一个Optional，它们可以为nil。

接下来，我们分别创建一个Person和Apartment对象，然后把变量设置为nil，就可以看到Person和Apartment被构建和销毁了。

// Mars is being initialized
// count = 1
var mars: Person? = Person(name: "Mars")
// Apartment 11 is being initialized
// count = 1
var apt11: Apartment? = Apartment(unit: "11")

// count = 0
// Mars is being deinitialized
mars = nil
// count = 0
// apartment is being deinitialized
apt11 = nil

接下来，如果我们让mars和apartment分别指向彼此：

// ... Create mars and apartment

// mars.count = 2
mars!.apartment = apartment
// apartment.count = 2
apt11!.tenant = mars

// ... Set mars and apartment to nil

这时，尽管我们把mars和apt11设置为nil，Person和Apartmetn的deinit也不会被调用了。因为它们的两个member（apartment和tenant）是一个strong reference，指向了彼此，让对象仍旧“存活”在内存里。但是，mars和apt11已经被设置成nil，我们也已经无能为力了。这就是类对象之间的reference cycle。

接下来？

在理解了ARC的基本工作原理以及reference cycle的成因之后，我们将在接下来的一些列视频里，了解如何通过weak和unowned reference来解决reference cycle。

Swift里你可能不知道的事儿(1)-Reference cycle引起的内存泄漏