21-內(nèi)存管理

內(nèi)存管理

  • 跟OC一樣阳啥,Swift也是采取基于引用計(jì)數(shù)的ARC內(nèi)存管理方案(針對(duì)堆空間)

  • Swift的ARC中有3種引用

□ 強(qiáng)引用(strong reference):默認(rèn)情況下飒赃,引用都是強(qiáng)引用

□ 弱引用(weak reference):通過(guò)weak定義弱引用 ?? 必須是可選類型的var,因?yàn)閷?shí)例銷毀后国撵,ARC會(huì)自動(dòng)將弱引用設(shè)置為nil

?? ARC自動(dòng)給弱引用設(shè)置nil時(shí),不會(huì)觸發(fā)屬性觀察器

□ 無(wú)主引用(unowned reference):通過(guò)unowned定義無(wú)主引用 ?? 不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)引用民鼓,實(shí)例銷毀后仍然存儲(chǔ)著實(shí)例的內(nèi)存地址(類似于OC中的unsafe_unretained) ?? 試圖在實(shí)例銷毀后訪問(wèn)無(wú)主引用矛物,會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤(野指針) ? Fatal error: Attempted to read an unowned reference but object 0x0 was already deallocated

weak、unowned的使用限制

  • weak路翻、unowned只能用在類實(shí)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

public func autoreleasepool<Result>(invoking body: () throws -> Result) rethrows -> Result
autoreleasepool {
    let p = MJPerson(age: 20, name: "Jack")
    p.run()                                          
} 

循環(huán)引用(Reference Cycle)

  • weak狈癞、unowned 都能解決循環(huán)引用的問(wèn)題,unowned 要比weak 少一些性能消耗

□ 在生命周期中可能會(huì)變?yōu)?nil 的使用 weak

□ 初始化賦值后再也不會(huì)變?yōu)?nil 的使用 unowned

image.png

閉包的循環(huán)引用

  • 閉包表達(dá)式默認(rèn)會(huì)對(duì)用到的外層對(duì)象產(chǎn)生額外的強(qiáng)引用(對(duì)外層對(duì)象進(jìn)行了retain操作)

  • 下面代碼會(huì)產(chǎn)生循環(huán)引用茂契,導(dǎo)致Person對(duì)象無(wú)法釋放(看不到Person的deinit被調(diào)用)

class Person {
    var fn: (() -> ())?
    func run() { print("run") }
    deinit { print("deinit") }
}

func test() {
    let p = Person()
    p.fn = { p.run() }
}

test() 
  • 在閉包表達(dá)式的捕獲列表聲明weak或unowned引用蝶桶,解決循環(huán)引用問(wèn)題
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()                                     
} 

閉包的循環(huán)引用

  • 如果想在定義閉包屬性的同時(shí)引用self,這個(gè)閉包必須是lazy的(因?yàn)樵趯?shí)例初始化完畢之后才能引用self)
class Person {
 lazy var fn: (() -> ()) = { 
        [weak self] in
        self?.run()
    }
    func run() { print("run") }
    deinit { print("deinit") }
}

左邊的閉包fn內(nèi)部如果用到了實(shí)例成員(屬性掉冶、方法)

□ 編譯器會(huì)強(qiáng)制要求明確寫出self

如果lazy屬性是閉包調(diào)用的結(jié)果真竖,那么不用考慮循環(huán)引用的問(wèn)題(因?yàn)殚]包調(diào)用后,閉包的生命周期就結(jié)束了)

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

@escaping

  • 非逃逸閉包厌小、逃逸閉包恢共,一般都是當(dāng)做參數(shù)傳遞給函數(shù)

  • 非逃逸閉包:閉包調(diào)用發(fā)生在函數(shù)結(jié)束前,閉包調(diào)用在函數(shù)作用域內(nèi)

  • 逃逸閉包:閉包有可能在函數(shù)結(jié)束后調(diào)用璧亚,閉包調(diào)用逃離了函數(shù)的作用域讨韭,需要通過(guò)@escaping聲明

import Dispatch
typealias Fn = () -> ()
// fn是非逃逸閉包
 func test1(_ fn: Fn) { fn() } 
// fn是逃逸閉包
var gFn: Fn?
func test2(_ fn: @escaping Fn) { gFn = fn } 
// fn是逃逸閉包
 func test3(_ fn: @escaping Fn) {                                           
    DispatchQueue.global().async { 
        fn()                                              
    } 
} 
class Person {
    var fn: Fn                                         
    // fn是逃逸閉包
    init(fn: @escaping Fn) {                                              
        self.fn = fn 
    }                                              
    func run() {
         // DispatchQueue.global().async也是一個(gè)逃逸閉包
         // 它用到了實(shí)例成員(屬性、方法)涨岁,編譯器會(huì)強(qiáng)制要求明確寫出self 
         DispatchQueue.global().async {                                                  
            self.fn() 
         }                                         
    } 
} 

逃逸閉包的注意點(diǎn)

  • 逃逸閉包不可以捕獲inout參數(shù)
typealias Fn = () -> ()
func other1(_ fn: Fn) { fn() }
func other2(_ fn: @escaping Fn) { fn() }
func test(value: inout Int) -> Fn {                                              
    other1 { value += 1 }
    // error: 逃逸閉包不能捕獲inout參數(shù) 
    other2 { value += 1 }                                             
    func plus() { value += 1 }
    // error: 逃逸閉包不能捕獲inout參數(shù) 
    return plus                                              
} 

內(nèi)存訪問(wèn)沖突(Conflicting Access to Memory)

  • 內(nèi)存訪問(wèn)沖突會(huì)在兩個(gè)訪問(wèn)滿足下列條件時(shí)發(fā)生:

□ 至少一個(gè)是寫入操作

□ 它們?cè)L問(wèn)的是同一塊內(nèi)存

□ 它們的訪問(wèn)時(shí)間重疊(比如在同一個(gè)函數(shù)內(nèi))

// 不存在內(nèi)存訪問(wèn)沖突
func plus(_ num: inout Int) -> Int { num + 1 } 
var number = 1
number = plus(&number) 
// 存在內(nèi)存訪問(wèn)沖突
 // Simultaneous accesses to 0x0, but modification requires exclusive access var step = 1
 func increment(_ num: inout Int) { num += step }
 increment(&step) 
// 解決內(nèi)存訪問(wèn)沖突
 var copyOfStep = step increment(&copyOfStep) step = copyOfStep 

內(nèi)存訪問(wèn)沖突

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 
var 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) 

內(nèi)存訪問(wèn)沖突

  • 如果下面的條件可以滿足拐袜,就說(shuō)明重疊訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體的屬性是安全的

  • 你只訪問(wèn)實(shí)例存儲(chǔ)屬性,不是計(jì)算屬性或者類屬性

  • 結(jié)構(gòu)體是局部變量而非全局變量

  • 結(jié)構(gòu)體要么沒(méi)有被閉包捕獲要么只被非逃逸閉包捕獲

// Ok                                            
func test() {
    var 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() 

指針

  • Swift中也有專門的指針類型梢薪,這些都被定性為“Unsafe”(不安全的)蹬铺,常見(jiàn)的有以下4種類型

    • UnsafePointer<Pointee> 類似于 const Pointee *

    • UnsafeMutablePointer<Pointee> 類似于 Pointee *

    • UnsafeRawPointer 類似于 const void *

    • UnsafeMutableRawPointer 類似于 void *

var age = 10
func test1(_ ptr: UnsafeMutablePointer<Int>) {                                              
    ptr.pointee += 10
}

func test2(_ ptr: UnsafePointer<Int>) {                                   
    print(ptr.pointee) 
}

test1(&age)
test2(&age) // 20
print(age) // 20

var age = 10
func test3(_ ptr: UnsafeMutableRawPointer) { 
    ptr.storeBytes(of: 20, as: Int.self) 
}

func test4(_ ptr: UnsafeRawPointer) { 
    print(ptr.load(as: Int.self)) 
}

test3(&age)
test4(&age) // 20
print(age) // 20

指針的應(yīng)用示例

var arr = NSArray(objects: 11, 22, 33, 44)
arr.enumerateObjects { (obj, idx, stop) in                                           
    print(idx, obj)
    if idx == 2 { // 下標(biāo)為2就停止遍歷 
        stop.pointee = true
    }                                             
} 
var arr = NSArray(objects: 11, 22, 33, 44)
for (idx, obj) in arr.enumerated() {
    print(idx, obj)
    if idx == 2 {                                             
        break                                          
    } 
} 

獲得指向某個(gè)變量的指針

var age = 11
var ptr1 = withUnsafeMutablePointer(to: &age) { $0 }
var ptr2 = withUnsafePointer(to: &age) { $0 }
ptr1.pointee = 22
print(ptr2.pointee) // 22
print(age) // 22

var ptr3 = withUnsafeMutablePointer(to: &age) { UnsafeMutableRawPointer($0) }
var ptr4 = withUnsafePointer(to: &age) { UnsafeRawPointer($0) }
ptr3.storeBytes(of: 33, as: Int.self)
print(ptr4.load(as: Int.self)) // 33
print(age) // 33

獲得指向堆空間實(shí)例的指針

class Person {}
var person = Person()
var ptr = withUnsafePointer(to: &person) { UnsafeRawPointer($0) }
var heapPtr = UnsafeRawPointer(bitPattern: ptr.load(as: UInt.self))
print(heapPtr!)

創(chuàng)建指針

var ptr = UnsafeRawPointer(bitPattern: 0x100001234)
// 創(chuàng)建
 var ptr = malloc(16)
 // 存
 ptr?.storeBytes(of: 11, as: Int.self)
 ptr?.storeBytes(of: 22, toByteOffset: 8, as: Int.self)
 // 取
 print((ptr?.load(as: Int.self))!) // 11 
 print((ptr?.load(fromByteOffset: 8, as: Int.self))!) // 22 
 // 銷毀
 free(ptr) 
var ptr = UnsafeMutableRawPointer.allocate(byteCount: 16, alignment: 1) 
ptr.storeBytes(of: 11, as: Int.self)
ptr.advanced(by: 8).storeBytes(of: 22, as: Int.self) 
print(ptr.load(as: Int.self)) // 11                                                  
print(ptr.advanced(by: 8).load(as: Int.self)) // 22 
ptr.deallocate() 
var ptr = UnsafeMutablePointer<Int>.allocate(capacity: 3)
ptr.initialize(to: 11)
ptr.successor().initialize(to: 22)
ptr.successor().successor().initialize(to: 33)

print(ptr.pointee) // 11
print((ptr + 1).pointee) // 22
print((ptr + 2).pointee) // 33

print(ptr[0]) // 11
print(ptr[1]) // 22
print(ptr[2]) // 33

ptr.deinitialize(count: 3)
ptr.deallocate()

創(chuàng)建指針

class Person {
    var age: Int                                             
    var name: String
    init(age: Int, name: String) { 
        self.age = age
        self.name = name
    }                                             
    deinit { print(name, "deinit") 
}
var ptr = UnsafeMutablePointer<Person>.allocate(capacity: 3) 
ptr.initialize(to: Person(age: 10, name: "Jack"))
(ptr + 1).initialize(to: Person(age: 11, name: "Rose")) 
(ptr + 2).initialize(to: Person(age: 12, name: "Kate")) 

// Jack deinit
// Rose deinit
// Kate deinit 
ptr.deinitialize(count: 3) 
ptr.deallocate() 

指針之間的轉(zhuǎn)換

var ptr = UnsafeMutableRawPointer.allocate(byteCount: 16, alignment: 1) 

ptr.assumingMemoryBound(to: Int.self).pointee = 11 
(ptr + 8).assumingMemoryBound(to: Double.self).pointee = 22.0 

print(unsafeBitCast(ptr, to: UnsafePointer<Int>.self).pointee) // 11                                                  
print(unsafeBitCast(ptr + 8, to: UnsafePointer<Double>.self).pointee) // 22.0 

ptr.deallocate() 
  • unsafeBitCast是忽略數(shù)據(jù)類型的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換,不會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)類型的變化而改變?cè)瓉?lái)的內(nèi)存數(shù)據(jù)

  • 類似于C++中的reinterpret_cast

class Person {}
var person = Person()
var ptr = unsafeBitCast(person, to: UnsafeRawPointer.self) print(ptr) 
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
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    YanZi_33閱讀 256評(píng)論 0 0
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    iOS小潔閱讀 461評(píng)論 0 2
  • 內(nèi)存管理 跟OC一樣侠讯,Swift也是采取基于引用計(jì)數(shù)的ARC內(nèi)存管理方案(針對(duì)堆空間) Swift的ARC中有3種...
    Stago閱讀 196評(píng)論 0 0
  • 原文博客地址: 淺談Swift的內(nèi)存管理[https://www.titanjun.top/%E6%B5%85%E...
    TitanCoder閱讀 2,023評(píng)論 3 11