Swift3.0-自動(dòng)引用計(jì)數(shù)

自動(dòng)引用計(jì)數(shù)

Swift 使用自動(dòng)引用計(jì)數(shù)(ARC)機(jī)制來(lái)跟蹤和管理你的應(yīng)用程序的內(nèi)存。通常情況下箕憾,Swift 內(nèi)存管理機(jī)制會(huì)一直起作用泥技,你無(wú)須自己來(lái)考慮內(nèi)存的管理。ARC 會(huì)在類的實(shí)例不再被使用時(shí)造寝,自動(dòng)釋放其占用的內(nèi)存。

然而在少數(shù)情況下吭练,為了能幫助你管理內(nèi)存诫龙,ARC 需要更多的,代碼之間關(guān)系的信息鲫咽。本章描述了這些情況签赃,并且為你示范怎樣才能使 ARC 來(lái)管理你的應(yīng)用程序的所有內(nèi)存。

注意
引用計(jì)數(shù)僅僅應(yīng)用于類的實(shí)例分尸。結(jié)構(gòu)體和枚舉類型是值類型锦聊,不是引用類型,也不是通過引用的方式存儲(chǔ)和傳遞箩绍。

自動(dòng)引用計(jì)數(shù)的工作機(jī)制

當(dāng)你每次創(chuàng)建一個(gè)類的新的實(shí)例的時(shí)候孔庭,ARC 會(huì)分配一塊內(nèi)存來(lái)儲(chǔ)存該實(shí)例信息。內(nèi)存中會(huì)包含實(shí)例的類型信息材蛛,以及這個(gè)實(shí)例所有相關(guān)的存儲(chǔ)型屬性的值圆到。

此外,當(dāng)實(shí)例不再被使用時(shí)卑吭,ARC 釋放實(shí)例所占用的內(nèi)存芽淡,并讓釋放的內(nèi)存能挪作他用。這確保了不再被使用的實(shí)例豆赏,不會(huì)一直占用內(nèi)存空間吐绵。

然而,當(dāng) ARC 收回和釋放了正在被使用中的實(shí)例河绽,該實(shí)例的屬性和方法將不能再被訪問和調(diào)用。實(shí)際上唉窃,如果你試圖訪問這個(gè)實(shí)例耙饰,你的應(yīng)用程序很可能會(huì)崩潰。

為了確保使用中的實(shí)例不會(huì)被銷毀纹份,ARC 會(huì)跟蹤和計(jì)算每一個(gè)實(shí)例正在被多少屬性苟跪,常量和變量所引用廷痘。哪怕實(shí)例的引用數(shù)為1,ARC都不會(huì)銷毀這個(gè)實(shí)例件已。

為了使上述成為可能笋额,無(wú)論你將實(shí)例賦值給屬性、常量或變量篷扩,它們都會(huì)創(chuàng)建此實(shí)例的強(qiáng)引用兄猩。之所以稱之為“強(qiáng)”引用,是因?yàn)樗鼤?huì)將實(shí)例牢牢地保持住鉴未,只要強(qiáng)引用還在枢冤,實(shí)例是不允許被銷毀的。

類實(shí)例之間的循環(huán)強(qiáng)引用

在上面的例子中铜秆,ARC 會(huì)跟蹤你所新創(chuàng)建的Person實(shí)例的引用數(shù)量淹真,并且會(huì)在Person實(shí)例不再被需要時(shí)銷毀它。

然而连茧,我們可能會(huì)寫出一個(gè)類實(shí)例的強(qiáng)引用數(shù)永遠(yuǎn)不能變成0的代碼核蘸。如果兩個(gè)類實(shí)例互相持有對(duì)方的強(qiáng)引用,因而每個(gè)實(shí)例都讓對(duì)方一直存在啸驯,就是這種情況客扎。這就是所謂的循環(huán)強(qiáng)引用。

你可以通過定義類之間的關(guān)系為弱引用或無(wú)主引用坯汤,以替代強(qiáng)引用虐唠,從而解決循環(huán)強(qiáng)引用的問題。

下面展示了一個(gè)不經(jīng)意產(chǎn)生循環(huán)強(qiáng)引用的例子惰聂。例子定義了兩個(gè)類:PersonApartment疆偿,用來(lái)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) is being deinitialized") }
}
class Apartment {
    let unit: String
    init(unit: String) { self.unit = unit }
    var tenant: Person?
    deinit { print("Apartment \(unit) is being deinitialized") }
}

每一個(gè)Person實(shí)例有一個(gè)類型為String,名字為name的屬性搓幌,并有一個(gè)可選的初始化為nilapartment屬性杆故。apartment屬性是可選的,因?yàn)橐粋€(gè)人并不總是擁有公寓溉愁。

類似的处铛,每個(gè)Apartment實(shí)例有一個(gè)叫unit,類型為String的屬性拐揭,并有一個(gè)可選的初始化為niltenant屬性撤蟆。tenant屬性是可選的,因?yàn)橐粭澒⒉⒉豢偸怯芯用瘛?/p>

這兩個(gè)類都定義了析構(gòu)函數(shù)堂污,用以在類實(shí)例被析構(gòu)的時(shí)候輸出信息家肯。這讓你能夠知曉PersonApartment的實(shí)例是否像預(yù)期的那樣被銷毀。

接下來(lái)的代碼片段定義了兩個(gè)可選類型的變量johnunit4A盟猖,并分別被設(shè)定為下面的ApartmentPerson的實(shí)例讨衣。這兩個(gè)變量都被初始化為nil换棚,這正是可選的優(yōu)點(diǎn):

var john: Person?
var unit4A: Apartment?

現(xiàn)在你可以創(chuàng)建特定的PersonApartment實(shí)例并將賦值給johnunit4A變量:

john = Person(name: "John Appleseed")
unit4A = Apartment(unit: "4A")

在兩個(gè)實(shí)例被創(chuàng)建和賦值后,下圖表現(xiàn)了強(qiáng)引用的關(guān)系反镇。變量john現(xiàn)在有一個(gè)指向Person實(shí)例的強(qiáng)引用固蚤,而變量unit4A有一個(gè)指向Apartment實(shí)例的強(qiáng)引用:

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現(xiàn)在你能夠?qū)⑦@兩個(gè)實(shí)例關(guān)聯(lián)在一起,這樣人就能有公寓住了歹茶,而公寓也有了房客夕玩。

john?.apartment = unit4A
unit4A?.tenant = john

在將兩個(gè)實(shí)例聯(lián)系在一起之后,強(qiáng)引用的關(guān)系如圖所示:

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不幸的是辆亏,這兩個(gè)實(shí)例關(guān)聯(lián)后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)循環(huán)強(qiáng)引用风秤。Person實(shí)例現(xiàn)在有了一個(gè)指向Apartment實(shí)例的強(qiáng)引用,而Apartment實(shí)例也有了一個(gè)指向Person實(shí)例的強(qiáng)引用扮叨。因此缤弦,當(dāng)你斷開johnunit4A變量所持有的強(qiáng)引用時(shí),引用計(jì)數(shù)并不會(huì)降為0彻磁,實(shí)例也不會(huì)被 ARC 銷毀:

john = nil
unit4A = nil

注意碍沐,當(dāng)你把這兩個(gè)變量設(shè)為nil時(shí),沒有任何一個(gè)析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用衷蜓。循環(huán)強(qiáng)引用會(huì)一直阻止PersonApartment類實(shí)例的銷毀累提,這就在你的應(yīng)用程序中造成了內(nèi)存泄漏。

在你將johnunit4A賦值為nil后磁浇,強(qiáng)引用關(guān)系如下圖:

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PersonApartment實(shí)例之間的強(qiáng)引用關(guān)系保留了下來(lái)并且不會(huì)被斷開斋陪。

解決實(shí)例之間的循環(huán)強(qiáng)引用

Swift 提供了兩種辦法用來(lái)解決你在使用類的屬性時(shí)所遇到的循環(huán)強(qiáng)引用問題:弱引用(weak reference)和無(wú)主引用(unowned reference)。

弱引用和無(wú)主引用允許循環(huán)引用中的一個(gè)實(shí)例引用另外一個(gè)實(shí)例而不保持強(qiáng)引用置吓。這樣實(shí)例能夠互相引用而不產(chǎn)生循環(huán)強(qiáng)引用无虚。

對(duì)于生命周期中會(huì)變?yōu)?code>nil的實(shí)例使用弱引用。相反地衍锚,對(duì)于初始化賦值后再也不會(huì)被賦值為nil的實(shí)例友题,使用無(wú)主引用。

弱引用

弱引用不會(huì)對(duì)其引用的實(shí)例保持強(qiáng)引用戴质,因而不會(huì)阻止 ARC 銷毀被引用的實(shí)例度宦。這個(gè)特性阻止了引用變?yōu)檠h(huán)強(qiáng)引用。聲明屬性或者變量時(shí)告匠,在前面加上weak關(guān)鍵字表明這是一個(gè)弱引用戈抄。

在實(shí)例的生命周期中,如果某些時(shí)候引用沒有值后专,那么弱引用可以避免循環(huán)強(qiáng)引用划鸽。如果引用總是有值,則可以使用無(wú)主引用行贪。在上面Apartment的例子中漾稀,一個(gè)公寓的生命周期中,有時(shí)是沒有“居民”的建瘫,因此適合使用弱引用來(lái)解決循環(huán)強(qiáng)引用崭捍。

注意
弱引用必須被聲明為變量,表明其值能在運(yùn)行時(shí)被修改啰脚。弱引用不能被聲明為常量殷蛇。

因?yàn)槿跻每梢詻]有值,你必須將每一個(gè)弱引用聲明為可選類型橄浓。在 Swift 中粒梦,推薦使用可選類型描述可能沒有值的類型。

因?yàn)槿跻貌粫?huì)保持所引用的實(shí)例荸实,即使引用存在匀们,實(shí)例也有可能被銷毀。因此准给,ARC 會(huì)在引用的實(shí)例被銷毀后自動(dòng)將其賦值為nil泄朴。你可以像其他可選值一樣,檢查弱引用的值是否存在露氮,你將永遠(yuǎn)不會(huì)訪問已銷毀的實(shí)例的引用祖灰。

下面的例子跟上面PersonApartment的例子一致,但是有一個(gè)重要的區(qū)別畔规。這一次局扶,Apartmenttenant屬性被聲明為弱引用:

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

然后跟之前一樣,建立兩個(gè)變量(johnunit4A)之間的強(qiáng)引用叁扫,并關(guān)聯(lián)兩個(gè)實(shí)例:

var john: Person?
var unit4A: Apartment?

john = Person(name: "John Appleseed")
unit4A = Apartment(unit: "4A")

john!.apartment = unit4A
unit4A!.tenant = john

現(xiàn)在三妈,兩個(gè)關(guān)聯(lián)在一起的實(shí)例的引用關(guān)系如下圖所示:

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Person實(shí)例依然保持對(duì)Apartment實(shí)例的強(qiáng)引用,但是Apartment實(shí)例只持有對(duì)Person實(shí)例的弱引用陌兑。這意味著當(dāng)你斷開john變量所保持的強(qiáng)引用時(shí)沈跨,再也沒有指向Person實(shí)例的強(qiáng)引用了:

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由于再也沒有指向Person實(shí)例的強(qiáng)引用,該實(shí)例會(huì)被銷毀:

john = nil
// 打印 “John Appleseed is being deinitialized”

唯一剩下的指向Apartment實(shí)例的強(qiáng)引用來(lái)自于變量unit4A兔综。如果你斷開這個(gè)強(qiáng)引用饿凛,再也沒有指向Apartment實(shí)例的強(qiáng)引用了:

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由于再也沒有指向Apartment實(shí)例的強(qiáng)引用,該實(shí)例也會(huì)被銷毀:

unit4A = nil
// 打印 “Apartment 4A is being deinitialized”

上面的兩段代碼展示了變量johnunit4A在被賦值為nil后软驰,Person實(shí)例和Apartment實(shí)例的析構(gòu)函數(shù)都打印出“銷毀”的信息涧窒。這證明了引用循環(huán)被打破了。

注意
在使用垃圾收集的系統(tǒng)里锭亏,弱指針有時(shí)用來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的緩沖機(jī)制纠吴,因?yàn)闆]有強(qiáng)引用的對(duì)象只會(huì)在內(nèi)存壓力觸發(fā)垃圾收集時(shí)才被銷毀。但是在 ARC 中慧瘤,一旦值的最后一個(gè)強(qiáng)引用被移除戴已,就會(huì)被立即銷毀固该,這導(dǎo)致弱引用并不適合上面的用途。

無(wú)主引用

和弱引用類似糖儡,無(wú)主引用不會(huì)牢牢保持住引用的實(shí)例伐坏。和弱引用不同的是,無(wú)主引用是永遠(yuǎn)有值的握联。因此桦沉,無(wú)主引用總是被定義為非可選類型(non-optional type)。你可以在聲明屬性或者變量時(shí)金闽,在前面加上關(guān)鍵字unowned表示這是一個(gè)無(wú)主引用纯露。

由于無(wú)主引用是非可選類型,你不需要在使用它的時(shí)候?qū)⑺归_代芜。無(wú)主引用總是可以被直接訪問埠褪。不過 ARC 無(wú)法在實(shí)例被銷毀后將無(wú)主引用設(shè)為nil,因?yàn)榉强蛇x類型的變量不允許被賦值為nil蜒犯。

注意
如果你試圖在實(shí)例被銷毀后组橄,訪問該實(shí)例的無(wú)主引用,會(huì)觸發(fā)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤罚随。使用無(wú)主引用蝌借,你必須確保引用始終指向一個(gè)未銷毀的實(shí)例痊班。
還需要注意的是如果你試圖訪問實(shí)例已經(jīng)被銷毀的無(wú)主引用怠益,Swift 確保程序會(huì)直接崩潰霜幼,而不會(huì)發(fā)生無(wú)法預(yù)期的行為。所以你應(yīng)當(dāng)避免這樣的事情發(fā)生潮改。

下面的例子定義了兩個(gè)類狭郑,CustomerCreditCard,模擬了銀行客戶和客戶的信用卡汇在。這兩個(gè)類中翰萨,每一個(gè)都將另外一個(gè)類的實(shí)例作為自身的屬性。這種關(guān)系可能會(huì)造成循環(huán)強(qiáng)引用糕殉。

CustomerCreditCard之間的關(guān)系與前面弱引用例子中ApartmentPerson的關(guān)系略微不同亩鬼。在這個(gè)數(shù)據(jù)模型中,一個(gè)客戶可能有或者沒有信用卡阿蝶,但是一張信用卡總是關(guān)聯(lián)著一個(gè)客戶雳锋。為了表示這種關(guān)系,Customer類有一個(gè)可選類型的card屬性羡洁,但是CreditCard類有一個(gè)非可選類型的customer屬性玷过。

此外,只能通過將一個(gè)number值和customer實(shí)例傳遞給CreditCard構(gòu)造函數(shù)的方式來(lái)創(chuàng)建CreditCard實(shí)例。這樣可以確保當(dāng)創(chuàng)建CreditCard實(shí)例時(shí)總是有一個(gè)customer實(shí)例與之關(guān)聯(lián)辛蚊。

由于信用卡總是關(guān)聯(lián)著一個(gè)客戶粤蝎,因此將customer屬性定義為無(wú)主引用,用以避免循環(huán)強(qiáng)引用:

class Customer {
    let name: String
    var card: CreditCard?
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
    deinit { print("\(name) is being deinitialized") }
}
class CreditCard {
    let number: UInt64
    unowned let customer: Customer
    init(number: UInt64, customer: Customer) {
        self.number = number
        self.customer = customer
    }
    deinit { print("Card #\(number) is being deinitialized") }
}

注意
CreditCard類的number屬性被定義為UInt64類型而不是Int類型袋马,以確保number屬性的存儲(chǔ)量在 32 位和 64 位系統(tǒng)上都能足夠容納 16 位的卡號(hào)诽里。

下面的代碼片段定義了一個(gè)叫john的可選類型Customer變量,用來(lái)保存某個(gè)特定客戶的引用飞蛹。由于是可選類型,所以變量被初始化為nil

var john: Customer?

現(xiàn)在你可以創(chuàng)建Customer類的實(shí)例灸眼,用它初始化CreditCard實(shí)例卧檐,并將新創(chuàng)建的CreditCard實(shí)例賦值為客戶的card屬性:

john = Customer(name: "John Appleseed")
john!.card = CreditCard(number: 1234_5678_9012_3456, customer: john!)

在你關(guān)聯(lián)兩個(gè)實(shí)例后,它們的引用關(guān)系如下圖所示:

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Customer實(shí)例持有對(duì)CreditCard實(shí)例的強(qiáng)引用焰宣,而CreditCard實(shí)例持有對(duì)Customer實(shí)例的無(wú)主引用霉囚。

由于customer的無(wú)主引用,當(dāng)你斷開john變量持有的強(qiáng)引用時(shí)匕积,再也沒有指向Customer實(shí)例的強(qiáng)引用了:

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由于再也沒有指向Customer實(shí)例的強(qiáng)引用盈罐,該實(shí)例被銷毀了。其后闪唆,再也沒有指向CreditCard實(shí)例的強(qiáng)引用盅粪,該實(shí)例也隨之被銷毀了:

john = nil
// 打印 “John Appleseed is being deinitialized”
// 打印 ”Card #1234567890123456 is being deinitialized”

最后的代碼展示了在john變量被設(shè)為nilCustomer實(shí)例和CreditCard實(shí)例的構(gòu)造函數(shù)都打印出了“銷毀”的信息。

閉包引起的循環(huán)強(qiáng)引用

前面我們看到了循環(huán)強(qiáng)引用是在兩個(gè)類實(shí)例屬性互相保持對(duì)方的強(qiáng)引用時(shí)產(chǎn)生的悄蕾,還知道了如何用弱引用和無(wú)主引用來(lái)打破這些循環(huán)強(qiáng)引用票顾。

循環(huán)強(qiáng)引用還會(huì)發(fā)生在當(dāng)你將一個(gè)閉包賦值給類實(shí)例的某個(gè)屬性,并且這個(gè)閉包體中又使用了這個(gè)類實(shí)例時(shí)帆调。這個(gè)閉包體中可能訪問了實(shí)例的某個(gè)屬性奠骄,例如self.someProperty,或者閉包中調(diào)用了實(shí)例的某個(gè)方法番刊,例如self.someMethod()含鳞。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(qiáng)引用芹务。

循環(huán)強(qiáng)引用的產(chǎn)生蝉绷,是因?yàn)殚]包和類相似,都是引用類型锄禽。當(dāng)你把一個(gè)閉包賦值給某個(gè)屬性時(shí)潜必,你是將這個(gè)閉包的引用賦值給了屬性。實(shí)質(zhì)上沃但,這跟之前的問題是一樣的——兩個(gè)強(qiáng)引用讓彼此一直有效磁滚。但是,和兩個(gè)類實(shí)例不同,這次一個(gè)是類實(shí)例垂攘,另一個(gè)是閉包维雇。

Swift 提供了一種優(yōu)雅的方法來(lái)解決這個(gè)問題,稱之為閉包捕獲列表(closure capture list)晒他。同樣的吱型,在學(xué)習(xí)如何用閉包捕獲列表打破循環(huán)強(qiáng)引用之前,先來(lái)了解一下這里的循環(huán)強(qiáng)引用是如何產(chǎn)生的陨仅,這對(duì)我們很有幫助津滞。

下面的例子為你展示了當(dāng)一個(gè)閉包引用了self后是如何產(chǎn)生一個(gè)循環(huán)強(qiáng)引用的。例子中定義了一個(gè)叫HTMLElement的類灼伤,用一種簡(jiǎn)單的模型表示 HTML 文檔中的一個(gè)單獨(dú)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")
    }
    
}

HTMLElement類定義了一個(gè)name屬性來(lái)表示這個(gè)元素的名稱触徐,例如代表段落的“p”,或者代表?yè)Q行的“br”狐赡。HTMLElement還定義了一個(gè)可選屬性text撞鹉,用來(lái)設(shè)置 HTML 元素呈現(xiàn)的文本。

除了上面的兩個(gè)屬性颖侄,HTMLElement還定義了一個(gè)lazy屬性asHTML鸟雏。這個(gè)屬性引用了一個(gè)將nametext組合成 HTML 字符串片段的閉包。該屬性是Void -> String類型览祖,或者可以理解為“一個(gè)沒有參數(shù)孝鹊,返回String的函數(shù)”。

默認(rèn)情況下展蒂,閉包賦值給了asHTML屬性惶室,這個(gè)閉包返回一個(gè)代表 HTML 標(biāo)簽的字符串。如果text值存在玄货,該標(biāo)簽就包含可選值text皇钞;如果text不存在,該標(biāo)簽就不包含文本松捉。對(duì)于段落元素夹界,根據(jù)text“some text”還是nil,閉包會(huì)返回"some text"或者""隘世。

可以像實(shí)例方法那樣去命名可柿、使用asHTML屬性。然而丙者,由于asHTML是閉包而不是實(shí)例方法复斥,如果你想改變特定 HTML 元素的處理方式的話,可以用自定義的閉包來(lái)取代默認(rèn)值械媒。

例如目锭,可以將一個(gè)閉包賦值給asHTML屬性评汰,這個(gè)閉包能在text屬性是nil時(shí)使用默認(rèn)文本,這是為了避免返回一個(gè)空的 HTML 標(biāo)簽:

let heading = HTMLElement(name: "h1")
let defaultText = "some default text"
heading.asHTML = {
    return "<\(heading.name)>\(heading.text ?? defaultText)</\(heading.name)>"
}
print(heading.asHTML())
// 打印 “<h1>some default text</h1>”

注意
asHTML聲明為lazy屬性痢虹,因?yàn)橹挥挟?dāng)元素確實(shí)需要被處理為 HTML 輸出的字符串時(shí)被去,才需要使用asHTML。也就是說(shuō)奖唯,在默認(rèn)的閉包中可以使用self惨缆,因?yàn)橹挥挟?dāng)初始化完成以及self確實(shí)存在后,才能訪問lazy屬性丰捷。

HTMLElement類只提供了一個(gè)構(gòu)造函數(shù)坯墨,通過nametext(如果有的話)參數(shù)來(lái)初始化一個(gè)新元素。該類也定義了一個(gè)析構(gòu)函數(shù)病往,當(dāng)HTMLElement實(shí)例被銷毀時(shí)畅蹂,打印一條消息。

下面的代碼展示了如何用HTMLElement類創(chuàng)建實(shí)例并打印消息:

var paragraph: HTMLElement? = HTMLElement(name: "p", text: "hello, world")
print(paragraph!.asHTML())
// 打印 “<p>hello, world</p>”

注意
上面的paragraph變量定義為可選類型的HTMLElement荣恐,因此我們可以賦值nil給它來(lái)演示循環(huán)強(qiáng)引用。

不幸的是累贤,上面寫的HTMLElement類產(chǎn)生了類實(shí)例和作為asHTML默認(rèn)值的閉包之間的循環(huán)強(qiáng)引用叠穆。循環(huán)強(qiáng)引用如下圖所示:

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實(shí)例的asHTML屬性持有閉包的強(qiáng)引用。但是臼膏,閉包在其閉包體內(nèi)使用了self(引用了self.nameself.text)硼被,因此閉包捕獲了self,這意味著閉包又反過來(lái)持有了HTMLElement實(shí)例的強(qiáng)引用渗磅。這樣兩個(gè)對(duì)象就產(chǎn)生了循環(huán)強(qiáng)引用嚷硫。

注意
雖然閉包多次使用了self,它只捕獲HTMLElement實(shí)例的一個(gè)強(qiáng)引用始鱼。

如果設(shè)置paragraph變量為nil仔掸,打破它持有的HTMLElement實(shí)例的強(qiáng)引用,HTMLElement實(shí)例和它的閉包都不會(huì)被銷毀医清,也是因?yàn)檠h(huán)強(qiáng)引用:

paragraph = nil

注意起暮,HTMLElement的析構(gòu)函數(shù)中的消息并沒有被打印,證明了HTMLElement實(shí)例并沒有被銷毀会烙。

解決閉包引起的循環(huán)強(qiáng)引用

在定義閉包時(shí)同時(shí)定義捕獲列表作為閉包的一部分负懦,通過這種方式可以解決閉包和類實(shí)例之間的循環(huán)強(qiáng)引用。捕獲列表定義了閉包體內(nèi)捕獲一個(gè)或者多個(gè)引用類型的規(guī)則柏腻。跟解決兩個(gè)類實(shí)例間的循環(huán)強(qiáng)引用一樣纸厉,聲明每個(gè)捕獲的引用為弱引用或無(wú)主引用,而不是強(qiáng)引用五嫂。應(yīng)當(dāng)根據(jù)代碼關(guān)系來(lái)決定使用弱引用還是無(wú)主引用颗品。

注意
Swift 有如下要求:只要在閉包內(nèi)使用self的成員,就要用self.someProperty或者self.someMethod()(而不只是somePropertysomeMethod())。這提醒你可能會(huì)一不小心就捕獲了self抛猫。

定義捕獲列表

捕獲列表中的每一項(xiàng)都由一對(duì)元素組成蟆盹,一個(gè)元素是weakunowned關(guān)鍵字,另一個(gè)元素是類實(shí)例的引用(例如self)或初始化過的變量(如delegate = self.delegate!)闺金。這些項(xiàng)在方括號(hào)中用逗號(hào)分開逾滥。

如果閉包有參數(shù)列表和返回類型,把捕獲列表放在它們前面:

lazy var someClosure: (Int, String) -> String = {
    [unowned self, weak delegate = self.delegate!] (index: Int, stringToProcess: String) -> String in
    // 這里是閉包的函數(shù)體
}

如果閉包沒有指明參數(shù)列表或者返回類型败匹,即它們會(huì)通過上下文推斷寨昙,那么可以把捕獲列表和關(guān)鍵字in放在閉包最開始的地方:

lazy var someClosure: Void -> String = {
    [unowned self, weak delegate = self.delegate!] in
    // 這里是閉包的函數(shù)體
}
弱引用和無(wú)主引用

在閉包和捕獲的實(shí)例總是互相引用并且總是同時(shí)銷毀時(shí),將閉包內(nèi)的捕獲定義為無(wú)主引用掀亩。

相反的舔哪,在被捕獲的引用可能會(huì)變?yōu)?code>nil時(shí),將閉包內(nèi)的捕獲定義為弱引用槽棍。弱引用總是可選類型捉蚤,并且當(dāng)引用的實(shí)例被銷毀后,弱引用的值會(huì)自動(dòng)置為nil炼七。這使我們可以在閉包體內(nèi)檢查它們是否存在缆巧。

注意
如果被捕獲的引用絕對(duì)不會(huì)變?yōu)?code>nil,應(yīng)該用無(wú)主引用豌拙,而不是弱引用陕悬。

前面的HTMLElement例子中,無(wú)主引用是正確的解決循環(huán)強(qiáng)引用的方法按傅。這樣編寫HTMLElement類來(lái)避免循環(huán)強(qiáng)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) is being deinitialized")
    }

}

上面的HTMLElement實(shí)現(xiàn)和之前的實(shí)現(xiàn)一致捉超,除了在asHTML閉包中多了一個(gè)捕獲列表。這里唯绍,捕獲列表是[unowned self]拼岳,表示“將self捕獲為無(wú)主引用而不是強(qiáng)引用”。

和之前一樣况芒,我們可以創(chuàng)建并打印HTMLElement實(shí)例:

var paragraph: HTMLElement? = HTMLElement(name: "p", text: "hello, world")
print(paragraph!.asHTML())
// 打印 “<p>hello, world</p>”

使用捕獲列表后引用關(guān)系如下圖所示:

img
img

這一次裂问,閉包以無(wú)主引用的形式捕獲self,并不會(huì)持有HTMLElement實(shí)例的強(qiáng)引用牛柒。如果將paragraph賦值為nil堪簿,HTMLElement實(shí)例將會(huì)被銷毀,并能看到它的析構(gòu)函數(shù)打印出的消息:

paragraph = nil
// 打印 “p is being deinitialized”

可選鏈?zhǔn)秸{(diào)用(Optional Chaining)

可選鏈?zhǔn)秸{(diào)用(Optional Chaining)是一種可以在當(dāng)前值可能為nil的可選值上請(qǐng)求和調(diào)用屬性皮壁、方法及下標(biāo)的方法椭更。如果可選值有值,那么調(diào)用就會(huì)成功蛾魄;如果可選值是nil虑瀑,那么調(diào)用將返回nil湿滓。多個(gè)調(diào)用可以連接在一起形成一個(gè)調(diào)用鏈,如果其中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)為nil舌狗,整個(gè)調(diào)用鏈都會(huì)失敗叽奥,即返回nil

通過在想調(diào)用的屬性痛侍、方法朝氓、或下標(biāo)的可選值(optional value)后面放一個(gè)問號(hào)(?),可以定義一個(gè)可選鏈主届。這一點(diǎn)很像在可選值后面放一個(gè)嘆號(hào)(!)來(lái)強(qiáng)制展開它的值赵哲。它們的主要區(qū)別在于當(dāng)可選值為空時(shí)可選鏈?zhǔn)秸{(diào)用只會(huì)調(diào)用失敗,然而強(qiáng)制展開將會(huì)觸發(fā)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤君丁。

為了反映可選鏈?zhǔn)秸{(diào)用可以在空值(nil)上調(diào)用的事實(shí)枫夺,不論這個(gè)調(diào)用的屬性、方法及下標(biāo)返回的值是不是可選值绘闷,它的返回結(jié)果都是一個(gè)可選值橡庞。你可以利用這個(gè)返回值來(lái)判斷你的可選鏈?zhǔn)秸{(diào)用是否調(diào)用成功,如果調(diào)用有返回值則說(shuō)明調(diào)用成功印蔗,返回nil則說(shuō)明調(diào)用失敗扒最。

特別地,可選鏈?zhǔn)秸{(diào)用的返回結(jié)果與原本的返回結(jié)果具有相同的類型喻鳄,但是被包裝成了一個(gè)可選值。例如确封,使用可選鏈?zhǔn)秸{(diào)用訪問屬性除呵,當(dāng)可選鏈?zhǔn)秸{(diào)用成功時(shí),如果屬性原本的返回結(jié)果是Int類型爪喘,則會(huì)變?yōu)?code>Int?類型颜曾。

class Person {
    var residence: Residence?
}

class Residence {
    var numberOfRooms = 1
    func test1() {
        print("test1")
    }
    
    func test2() -> Int {
        return 3
    }
}


var a = Person()
// a.residence = Residence()
a.residence?.test1()
let b = a.residence?.test2()
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