Swift 自動(dòng)引用計(jì)數(shù)

1.簡介

Swift 使用自動(dòng)引用計(jì)數(shù)(ARC)機(jī)制來跟蹤和管理內(nèi)存。ARC 會(huì)在類的實(shí)例不再被使用時(shí),自動(dòng)釋放其占用的內(nèi)存。文章將介紹:

  • 自動(dòng)引用計(jì)數(shù)的工作機(jī)制
  • 自動(dòng)引用計(jì)數(shù)實(shí)踐
  • 類實(shí)例之間的循環(huán)強(qiáng)引用
  • 解決實(shí)例之間的循環(huán)強(qiáng)引用
  • 閉包引起的循環(huán)強(qiáng)引用
  • 解決閉包引起的循環(huán)強(qiáng)引用

Tips: 引用計(jì)數(shù)僅僅應(yīng)用于類的實(shí)例。結(jié)構(gòu)體和枚舉類型是值類型,不是引用類型檐蚜,也不是通過引用的方式存儲和傳遞。

2.自動(dòng)引用計(jì)數(shù)的工作機(jī)制

當(dāng)每次創(chuàng)建一個(gè)類的新的實(shí)例的時(shí)候囤屹,ARC 會(huì)分配一塊內(nèi)存來存儲該實(shí)例信息熬甚。內(nèi)存中會(huì)包含實(shí)例的類型信息,以及這個(gè)實(shí)例所有相關(guān)的存儲型屬性的值肋坚。

此外乡括,當(dāng)實(shí)例不再被使用時(shí)肃廓, ARC 釋放實(shí)例所占用的內(nèi)存,確保不再使用的實(shí)例不會(huì)一直占用內(nèi)存空間诲泌。

然而盲赊,當(dāng) ARC 收回和釋放了正在使用中的實(shí)例,那么該實(shí)例的屬性和方法將不能再被訪問和調(diào)用敷扫。如果試圖訪問哀蘑,程序可能會(huì)崩潰。

ARC 會(huì)跟蹤計(jì)算每一個(gè)實(shí)例正在被多少屬性葵第,常量和變量引用绘迁,不為0則不會(huì)銷毀該實(shí)例。

3.自動(dòng)引用計(jì)數(shù)實(shí)踐

下面的例子展示自動(dòng)引用計(jì)數(shù)的工作機(jī)制卒密。例子以一個(gè)簡單的 Person 類開始缀台,

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

Person 類有一個(gè)構(gòu)造函數(shù),次構(gòu)造函數(shù)為實(shí)例的 name 屬性賦值哮奇,并打印一條消息以表明初始化過程生效膛腐。Person 類也擁有一個(gè)析構(gòu)函數(shù),這個(gè)析構(gòu)函數(shù)會(huì)在實(shí)例被銷毀是打印一條消息鼎俘。
以下的代碼中定義了三個(gè)類型為 Person? 的變量哲身,用來按照代碼片段中的順序,為新的 Person 實(shí)例建立多個(gè)引用贸伐。由于這些變量是被定義為可選類型(Person? 勘天,而不是 Person),它們的值會(huì)被自動(dòng)初始化為 nil捉邢, 還不會(huì)引用到 Person 類的實(shí)例误辑。

var reference1: Person?
var reference2: Person?
var reference3: Person?

現(xiàn)在可以創(chuàng)建 Person 類的新實(shí)例,并且將它賦值給三個(gè)變量中的一個(gè):

reference1 = Person(name: "John Appleseed")
//打印 "John Appleseed is being initialized"

應(yīng)當(dāng)注意到當(dāng)你調(diào)用 Person 類的構(gòu)造函數(shù)的時(shí)候歌逢,"John Appleseed is being initialized"會(huì)被打印出來。由此可以確定構(gòu)造函數(shù)被執(zhí)行翘狱。

由于 Person 類的新實(shí)例被賦值給了reference1變量秘案,所以 reference1到 Person 類的新實(shí)例之間建立了一個(gè)強(qiáng)引用。
當(dāng)強(qiáng)引用斷開時(shí), ARC會(huì)銷毀它

reference1 = nil
//打印 "John Appleseed is being deinitialized"

4.類實(shí)例之間的循環(huán)強(qiáng)引用

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

然而茬缩,當(dāng)兩個(gè)類實(shí)例互相持有對方的強(qiáng)引用赤惊,每個(gè)實(shí)例都讓對方一直存在,即為強(qiáng)循環(huán)引用凰锡。

你可以通過定義類之間的關(guān)系為弱引用活無主引用未舟,以替換強(qiáng)引用圈暗,從而解決強(qiáng)引用的問題。下面例子展示了強(qiáng)引用循環(huán):

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)例有個(gè)類型為 Stirng裕膀, 名字為name 屬性员串,并有一個(gè)可選的初始化為 nil 的 apartment 屬性。apartment 屬性是可選的昼扛,因?yàn)橐粋€(gè)人并不是總是擁有公寓寸齐。

類似的,每個(gè) Apartment實(shí)例有一個(gè)叫 unit, 類型為 String 的屬性抄谐, 并有一個(gè)可選的初始化為 nil 的 tenant 屬性渺鹦。因?yàn)楣⒅锌赡軟]有居民。

兩個(gè)類都定義了析構(gòu)函數(shù)蛹含,用以在類實(shí)例被析構(gòu)時(shí)輸出信息毅厚。
接下來定義可選類型 john 和 unit4A ,并分別被設(shè)定為以下 Apartment 和 Person 實(shí)例。兩個(gè)變量都被初始化為 nil挣惰。

var john: Person?
var unit4A: Apartment?

現(xiàn)在可以創(chuàng)建特定的 Person 和 Apartment 實(shí)例并將賦值給 john 和 unit4A 變量:

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

在兩個(gè)實(shí)例被創(chuàng)建和賦值后卧斟,引用關(guān)系如下圖:

強(qiáng)引用關(guān)系.png

現(xiàn)在將兩個(gè)變量分別賦值:

john!.apartment = unit4A
unit4A!tenant = john

引用關(guān)系如下:


強(qiáng)引用關(guān)系2.png

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。Person 實(shí)例現(xiàn)在有了一個(gè)指向 Apartment 實(shí)例的強(qiáng)引用憎茂,而 Apartment 實(shí)例也有一個(gè)指向 Person 實(shí)例的強(qiáng)引用珍语,當(dāng)斷開 john 和 unit4A 變量所持有的強(qiáng)引用時(shí),引用計(jì)數(shù)并不會(huì)為0,實(shí)例也不會(huì)被 ARC 銷毀:

john = nil
unit4A = nil

當(dāng)把這兩個(gè)變量設(shè)為 nil 時(shí)竖幔,沒有任何一個(gè)析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用板乙。循環(huán)強(qiáng)引用會(huì)一直阻止 Person 和 Apartment 類實(shí)例的銷毀,造成內(nèi)存泄露拳氢。

強(qiáng)引用關(guān)系3.png

Person 和 Apartment 實(shí)例之間的強(qiáng)引用關(guān)系保留了下來并且不會(huì)被斷開募逞。

5.解決實(shí)例之間的循環(huán)強(qiáng)引用

Swift 中存在兩種方法解決在使用類的屬性時(shí)所遇到的循環(huán)強(qiáng)引用問題:弱引用(weak reference) 和無主引用(unowned reference)。
弱引用和無主引用允許循環(huán)引用中的一個(gè)實(shí)例引用而另外一個(gè)實(shí)例不保持強(qiáng)引用馋评。這樣實(shí)例能夠互相引用而不產(chǎn)生循環(huán)強(qiáng)引用放接。
當(dāng)其他的實(shí)例有更短的生命周期時(shí),使用弱引用留特,也就是說纠脾,當(dāng)其他實(shí)例析構(gòu)在先時(shí)。在例子中蜕青,公寓在生命周期內(nèi)會(huì)在某個(gè)時(shí)間段沒有它的主人苟蹈,所以將弱引用加在公寓類里面,避免循環(huán)引用右核。當(dāng)其他實(shí)例有相同或者更長的生命周期時(shí)慧脱,使用無主引用。

  • 弱引用

弱引用不會(huì)對其引用的實(shí)例保持強(qiáng)引用贺喝,因而不會(huì)阻止 ARC 銷毀被引用的實(shí)例菱鸥。這個(gè)特性阻止了引用變?yōu)檠h(huán)強(qiáng)引用宗兼。聲明屬性或變量時(shí),在前面加上 week 關(guān)鍵字表明這是一個(gè)弱引用采缚。

因?yàn)槿跻貌粫?huì)保持所引用的實(shí)例针炉,因而不會(huì)阻止 ARC 銷毀被引用的實(shí)例。因此扳抽, ARC 會(huì)在引用的實(shí)例被銷毀后自動(dòng)將其賦值為 nil篡帕。并且因?yàn)槿跻每梢栽试S它們的值在運(yùn)行時(shí)被賦值為 nil, 所以它們會(huì)被定義為可選類型變量贸呢,而不是常量镰烧。
你可以像其它可選值一樣,檢查弱引用的值是否存在楞陷,你將永遠(yuǎn)不會(huì)訪問已經(jīng)銷毀的實(shí)例的引用
Tips: 當(dāng) ARC 設(shè)置弱引用為 nil 時(shí)怔鳖,屬性觀察不會(huì)被觸發(fā)。

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 {parint("Apartment \(unit) is being deinitialized")}
}

然后跟之前一樣固蛾,建立兩個(gè)變量(john 和 unit4A)之間的強(qiáng)引用结执,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
強(qiáng)引用關(guān)系4.png

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

強(qiáng)引用關(guān)系5.png

由于沒有指向 Person 實(shí)例的強(qiáng)引用,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)引用來自于變量 unit4A趾诗。如果你斷開這個(gè)強(qiáng)引用蜡感,再也沒有指向 Apartment 實(shí)例的強(qiáng)引用了:

強(qiáng)引用關(guān)系6.png

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"

Tips: 在使用垃圾回收的系統(tǒng)里恃泪,弱指針有時(shí)用來實(shí)現(xiàn)簡單的緩沖機(jī)制郑兴,因?yàn)闆]有強(qiáng)引用的對象只會(huì)在內(nèi)存壓力觸發(fā)垃圾收集時(shí)才被銷毀。但是在 ARC 中贝乎,一旦值的最后一個(gè)強(qiáng)引用被移除情连,就會(huì)被立即銷毀,這導(dǎo)致弱引用并不適合上面的用途览效。

  • 無主引用

和弱引用類似蒙具,無主引用不會(huì)牢牢保持住引用的實(shí)例。和弱引用不同的是朽肥,無主引用在其他實(shí)例有相同或者更長生命周期時(shí)使用。你可以在聲明屬性或者變量時(shí)持钉,在前面加上關(guān)鍵字 unowned 表示這是一個(gè)無主引用衡招。
無主引用通常都被期望擁有值。不過 ARC 無法在實(shí)例被銷毀后將無主引用設(shè)為 nil,因?yàn)榉强蛇x類型的變量不允許被賦值為 nil每强。
Tips: 使用無主引用始腾,你必須確保引用始終指向一個(gè)未銷毀的實(shí)例州刽。如果你視圖在實(shí)例被銷毀后,訪問該實(shí)例的無主引用浪箭,會(huì)觸發(fā)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤穗椅。

下面的例子定義了兩個(gè)類, Customer 和 CreditCard奶栖, 模擬了銀行客戶和客戶的信用卡匹表。這兩個(gè)類中,每一個(gè)都將另外一個(gè)類的實(shí)例作為自身的屬性宣鄙。這種關(guān)系會(huì)造成循環(huán)強(qiáng)引用袍镀。
Customer 和 CreditCard 之間的關(guān)系與前面弱引用例子中 Apartment 和 Person 的關(guān)系略微不同。在這個(gè)數(shù)據(jù)模型中冻晤,一個(gè)客戶可能有或者沒有信用卡苇羡,但是每一張信用卡總是關(guān)聯(lián)著一個(gè)客戶。為了表示這種關(guān)系鼻弧, Customer 類有一個(gè)可選類型的 card 屬性设江,但是 CreditCard 類有一個(gè)非可選類型的 customer 屬性。

此外攘轩,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)的方式來創(chuàng)建 CreditCard 實(shí)例叉存。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)。

由于信用卡總是關(guān)聯(lián)著一個(gè)客戶撑刺,因此將 customer 屬性定義為無主引用鹉胖,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")
}
}

Tips: CreditCard 類的 number 屬性被定義為 UInt64 類型而不是 Int 類型,以確保 number 屬性的存儲量在32位和64位系統(tǒng)上都能足夠容納16位的卡號够傍。

以下代碼定義了一個(gè)叫 john 的可選類型 Customer 變量甫菠,用來保存某個(gè)特定客戶的引用。由于是可選類型冕屯,所以變量初始化為 nil:

var john: Customer?

現(xiàn)在你可以創(chuàng)建 Customer 類的實(shí)例寂诱,用它初始化 CreditCard 實(shí)例,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!)

引用關(guān)系如圖:

強(qiáng)引用關(guān)系7.png

Customer 實(shí)例持有對 CreditCard 實(shí)例的強(qiáng)引用安聘,而 CreditCard 實(shí)例持有對 Customer 實(shí)例的無主引用痰洒。由于 customer 的無主引用,當(dāng)你斷開 john 變量持有的強(qiáng)引用時(shí)浴韭,再也沒有指向 customer 實(shí)例的強(qiáng)引用了:

強(qiáng)引用關(guān)系8.png

由于再也沒有指向 Customer 實(shí)例的強(qiáng)引用丘喻,該實(shí)例就被銷毀了。其后念颈,再也沒有指向 CreditCard 實(shí)例的強(qiáng)引用泉粉,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 nil 后 Customer 實(shí)例和 CreditCard 實(shí)例的構(gòu)造函數(shù)都打印出了銷毀信息。
Tips: 上面的例子展示了如何使用安全的無主引用。對于需要禁用運(yùn)行時(shí)的安全檢查的情況(例如嗡靡,出于性能方面的原因)跺撼,Swift 還提供了不安全的無主引用。與所有不安全的操作一樣讨彼,你需要負(fù)責(zé)檢查代碼以確保其安全性歉井。你可以通過unowned(unsafe)來聲明不安全無主引用。如果你試圖在實(shí)例被銷毀后哈误,訪問該實(shí)例的不安全無主引用哩至,你的程序會(huì)嘗試訪問該實(shí)例之前所在的內(nèi)存地址,這是一個(gè)不安全的操作黑滴。

  • 無主引用以及隱式解析可選屬性

上面弱引用和無主引用的例子涵蓋了兩種常用的需要打破循環(huán)強(qiáng)引用的場景憨募。
Person 和 Apartment 的例子展示了兩個(gè)屬性的值都允許為 nil, 并會(huì)潛在的產(chǎn)生循環(huán)強(qiáng)引用袁辈。這種場景最適合用弱引用來解決菜谣。

Customer 和 CreditCard 的例子展示了一個(gè)屬性的值允許為 nil, 而另一個(gè)屬性的值不允許為 nil晚缩, 這也可能會(huì)產(chǎn)生循環(huán)強(qiáng)引用尾膊。這種場景最適合通過無主引用解決。

然而荞彼,存在這第三種場景冈敛,在這種場景中,兩個(gè)屬性都必須有值鸣皂,并且初始化完成后永遠(yuǎn)不會(huì)為 nil抓谴。在這種場景中,需要一個(gè)類使用無主屬性寞缝,而另外一個(gè)類使用隱式解析可選屬性癌压。

這使兩個(gè)屬性在初始化完成后能被直接訪問(不需要可選展開),同時(shí)避免了循環(huán)引用荆陆。這一節(jié)將為你展示如何建立這種關(guān)系滩届。

下面的例子定義了兩個(gè)類, Country 和 City被啼, 每個(gè)類將另外一個(gè)類的實(shí)例保持為屬性帜消。在這個(gè)模型中,每個(gè)國家必須有首都浓体,每個(gè)城市必須屬于一個(gè)國家泡挺。為了實(shí)現(xiàn)這種關(guān)系, Country 類擁有一個(gè) capitalCity 屬性命浴,而 City 類有一個(gè) Country 屬性:

class Coutry{
    let name: String
    var capitalCity: City!
    init (name: String, capitalName: String) {
        self.name = name
        self.capitalCity  = City(name: capitalName, country: self)
    }
}

class City{
    let name: Stirng
    unowned let country: Country
    init(name: String,country: Country) {
    self.name = name
    self.country = country
    }
}

為了建立兩個(gè)類的依賴關(guān)系粘衬, City 的構(gòu)造函數(shù)接受一個(gè) Country 實(shí)例作為參數(shù),并且將實(shí)例保存到 Country 屬性。

Country 的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用了 City 的構(gòu)造函數(shù)稚新。然而,只有 Country 的實(shí)例完全初始化后跪腹, Country 的構(gòu)造函數(shù)才會(huì)把 self 傳給 City 的構(gòu)造函數(shù)褂删。
為了滿足需求,通過在結(jié)尾處加上感嘆號(City!)的方式冲茸,將 Country 的 capitalCity 屬性聲明為隱式解析可選類型的屬性屯阀。這意味著像其他可選類型一樣, capitalCity 屬性的默認(rèn)值為 nil轴术, 但是不需要展開它的值就能訪問它难衰。

由于 capitalCity 默認(rèn)值為 nil, 一旦 Country 的實(shí)例在構(gòu)造函數(shù)中給 name 屬性賦值后逗栽,整個(gè)初始化過程就完成了盖袭。這意味著一旦 name 屬性被賦值后, Country 的構(gòu)造函數(shù)就能引用并傳遞隱式的 self彼宠。Country 的構(gòu)造函數(shù)在賦值 capitalCity 時(shí)鳄虱,就能將 self 作為參數(shù)傳遞給 City 的構(gòu)造函數(shù)。
以上的意義在于你可以通過一條語句同時(shí)創(chuàng)建 Country 和 City 的實(shí)例凭峡,
而不產(chǎn)生循環(huán)強(qiáng)引用拙已,并且 capitalCity 的屬性能被直接訪問,而不需要通過感嘆號來展開它的可選值:

var country  = Country(name: "Canada", capitalName: "Ottawa")
print("\(country.name)'s capital city is called \(country.capitalCity.name))")
//打印 "Canada's capital City is  called Ottawa"

在上面的例子中摧冀,使用隱式解析可選值意味著滿足了類的構(gòu)造函數(shù)的兩個(gè)構(gòu)造構(gòu)造階段的要求咪奖。capitalCity 屬性在初始化完成后,能像非可選值一樣使用和存取铆铆,同時(shí)還避免了循環(huán)強(qiáng)引用俺夕。

  1. 閉包引起的循環(huán)強(qiáng)引用
    --
    前面我們演示了循環(huán)強(qiáng)引用是在兩個(gè)類實(shí)例屬性互相保持對方的強(qiáng)引用時(shí)產(chǎn)生的,還知道了如何使用弱引用和無主引用來打破這些循環(huán)強(qiáng)引用楼镐。

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)屬性癞志,并且這個(gè)閉包體重又使用了這個(gè)類實(shí)例時(shí)。這個(gè)閉包體中可能訪問了實(shí)例的某個(gè)屬性框产,例如self.someProperty凄杯,或者閉包中調(diào)用了實(shí)例的某個(gè)方法,例如self.someMethod()秉宿。這兩種情況都導(dǎo)致了閉包"捕獲"self戒突, 從而產(chǎn)生了循環(huán)強(qiáng)引用。

循環(huán)強(qiáng)引用的產(chǎn)生描睦,是因?yàn)殚]包和類相似膊存,都是引用類型。當(dāng)你把一個(gè)閉包賦值給某個(gè)屬性時(shí),你是將這個(gè)閉包的引用賦值給了屬性隔崎。實(shí)質(zhì)上今艺,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。但是爵卒,和兩個(gè)類實(shí)例不同虚缎,這次一個(gè)是實(shí)例,另一個(gè)是閉包钓株。

Swift 提供了一種優(yōu)雅的方法來解決這個(gè)問題实牡,稱之為閉包捕獲列表(closure capture list)。同樣的轴合,在學(xué)習(xí)如何使用閉包捕獲列表打破循環(huán)強(qiáng)引用之前创坞,先來了解一下這里的循環(huán)強(qiáng)引用是如何產(chǎn)生的。

下面的例子展示了當(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)引用的受葛。例子中定義了一個(gè)叫 HTMLElement 的類题涨,用一種簡單的模型表示 HTML 文檔中的單獨(dú)的元素:

class HTMLElement {
    let name: String
    let text: String?
    lazy var asHTML: Void -> String = {
      if let  text  = self.text {
          return "<\(self.name)>\(text)</\(self.name)>"
      }else {
      return "<\(self.name)/>"
      }
  }
  init(name: String,text: Stirng? = nil){
      self.name = name
      self.text = text
  }
  deinit{
      print("\(name) is being deinitialized")
      }
}

HTMLElement 定義了一個(gè) name 屬性來表示這個(gè)元素的名稱,例如代表頭部元素的“h1”奔坟,代表段落的“p”携栋,或者代表換行的“br”HTMLElement 還定義了一個(gè)可選的屬性 text咳秉, 用來設(shè)置 HTML 元素呈現(xiàn)的文本婉支。

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

默認(rèn)情況下,閉包賦值給了asHTML屬性咽筋,這個(gè)閉包返回一個(gè)代表 HTML 標(biāo)簽的字符串溶推。如果text值存在,該標(biāo)簽就包含可選值text奸攻;如果text不存在蒜危,該標(biāo)簽就不包含文本。對于段落元素睹耐,根據(jù) text是"some text"還是 nil辐赞,閉包會(huì)返回“<p>some text</p>”或者“<p/>”

可以像實(shí)例方法那樣去命名硝训、使用asHTML屬性响委。然而新思,由于asHTML是閉包而不是實(shí)例方法,如果你想改變特定 HTML 元素的處理方式的話赘风,可以用自定義的閉包來取代默認(rèn)值夹囚。

例如,可以將一個(gè)閉包賦值給asHTML屬性邀窃,這個(gè)閉包能在text屬性是nil時(shí)使用默認(rèn)文本崔兴,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>"

Tips:asHTML聲明為 lazy 屬性,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)蛔翅,才需要使用asHTML。也就是說位谋,在默認(rèn)的閉包中可以使用self山析,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 屬性掏父。

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

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

Tips: 上面的paragraph變量定義為可選類型的HTMLElement陶缺,因此我們可以賦值nil給它來演示循環(huán)強(qiáng)引用钾挟。
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。循環(huán)想引用關(guān)系如下:

強(qiáng)引用關(guān)系9.png

實(shí)例的asHTML屬性持有閉包強(qiáng)引用饱岸。但是掺出,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苫费,這意味著閉包又反過來持有了HTMLElement實(shí)例的強(qiáng)引用汤锨。這樣兩個(gè)對象就產(chǎn)生了循環(huán)強(qiáng)引用。
Tips:雖然閉包多次使用了self百框,它只捕獲HTMLElement實(shí)例的一個(gè)強(qiáng)引用闲礼。
如果設(shè)置paragraph變量為nil,打破它持有的HTMLElement實(shí)例的強(qiáng)引用铐维,HTMLElement實(shí)例和它的閉包都不會(huì)被銷毀柬泽,也是因?yàn)檠h(huán)強(qiáng)引用:

paragraph = nil

注意,HTMLElement的析構(gòu)函數(shù)中的消息并沒有被打印方椎,證明了HTMLElement實(shí)例并沒有被銷毀聂抢。

7.解決閉包引起的循環(huán)強(qiáng)引用

在定義閉包時(shí)同事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(shí)例之間的循環(huán)強(qiáng)引用棠众。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)則琳疏。跟解決兩個(gè)類實(shí)例間的循環(huán)強(qiáng)引用一樣有决,聲明每個(gè)捕獲的引用為弱引用或無主引用,而不是強(qiáng)引用空盼。應(yīng)當(dāng)根據(jù)代碼關(guān)系來決定使用弱引用還是無主引用书幕。
Tips: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())揽趾。這提醒你可能會(huì)一不小心就捕獲了self台汇。

  • 定義捕獲列表

捕獲列表中的每一項(xiàng)都由一對元素組成,一個(gè)元素是weakunowned關(guān)鍵字篱瞎,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!)苟呐。這些項(xiàng)在方括號中用逗號分開。
如果閉包有參數(shù)列表和返回類型俐筋,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)列表或者返回類型牵素,即它們會(huì)通過上下文推斷,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 someClouse: Void -> String = {
    [unowned self, weak delegate = self.delegate!]in
    //這里是閉包的函數(shù)體
}
  • 弱引用和無主引用

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)澄者,將閉包內(nèi)的捕獲定義為無主引用笆呆。
相反的,在被捕獲的引用可能會(huì)變成nil時(shí)粱挡,將閉包內(nèi)的捕獲定義為弱引用赠幕。弱引用總是可選類型,并且當(dāng)引用的實(shí)例被銷毀后询筏,弱引用的值會(huì)自動(dòng)置為nil榕堰。這使我們可以在閉包內(nèi)檢查它們是否存在。
Tips: 如果被捕獲的引用絕對不會(huì)變?yōu)?code>nil屈留,應(yīng)該用無主引用局冰,而不是弱引用。

前面的HTMLElement例子中灌危,無主引用是正確的解決循環(huán)強(qiáng)引用的方法康二。這樣編寫HTMLElement類來避免循環(huán)強(qiáng)引用:

class  HTMLElement {
    let  name: String
    let  text: String?

    lazy var asHTML: Void -> String = {
        [unowned self] in 
        if  let text = self.text {
              return "<\(self.name)>\(text)</\(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,除了在asHTML閉包中多了一個(gè)捕獲列表勇蝙。這里沫勿,捕獲列表是[unowned self],表示“將self捕獲為無主引用而不是強(qiáng)引用”味混。
和之前一樣产雹,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:


強(qiáng)引用關(guān)系10.png

這一次,閉包以無主引用的形式捕獲self翁锡,并不會(huì)持有HTMLElement實(shí)例的強(qiáng)引用蔓挖。如果將paragraph賦值為nilHTMLElement實(shí)例將會(huì)被銷毀馆衔,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”
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