IOS开发语言Swift入门连载-自动引用计数

IOS开发语言Swift入门连载—自动引用计数

Swift使用自动引用计数（ARC）这一机制来跟踪和管理你的应用程序的内存。通常情况下，Swift 的内存管理机制会一直起着作用，你无须自己来考虑内存的管理。ARC 会在类的实例不再被使用时，自动释放其占用的内存。
　　然而，在少数情况下，ARC 为了能帮助你管理内存，需要更多的关于你的代码之间关系的信息。本章描述了这些情况，并且为你示范怎样启用 ARC 来管理你的应用程序的内存。
　　注意
　　引用计数仅仅应用于类的实例。结构体和枚举类型是值类型，不是引用类型，也不是通过引用的方式存储和传递。
　　自动引用计数的工作机制
　　当你每次创建一个类的新的实例的时候，ARC 会分配一大块内存用来储存实例的信息。内存中会包含实例的类型信息，以及这个实例所有相关属性的值。此外，当实例不再被使用时，ARC 释放实例所占用的内存，并让释放的内存能挪作他用。这确保了不再被使用的实例，不会一直占用内存空间。
　　然而，当 ARC 收回和释放了正在被使用中的实例，该实例的属性和方法将不能再被访问和调用。实际上，如果你试图访问这个实例，你的应用程序很可能会崩溃。
　　为了确保使用中的实例不会被销毁，ARC 会跟踪和计算每一个实例正在被多少属性，常量和变量所引用。哪怕实例的引用数为一，ARC都不会销毁这个实例。
　　为了使之成为可能，无论你将实例赋值给属性，常量或者是变量，属性，常量或者变量，都会对此实例创建强引用。之所以称之为强引用，是因为它会将实例牢牢的保持住，只要强引用还在，实例是不允许被销毁的。
　　

自动引用计数实践

　　下面的例子展示了自动引用计数的工作机制。例子以一个简单的Person 类开始，并定义了一个叫name 的常量属性：

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

　　Person 类有一个构造函数，此构造函数为实例的name 属性赋值并打印出信息，以表明初始化过程生效。Person 类同时也拥有析构函数，同样会在实例被销毁的时候打印出信息。　　接下来的代码片段定义了三个类型为Person? 的变量，用来按照代码片段中的顺序，为新的Person 实例建立多个引用。由于这些变量是被定义为可选类型（Person?，而不是Person ），它们的值会被自动初始化为nil ，目前还不会引用到Person 类的实例。

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

　　现在你可以创建Person 类的新实例，并且将它赋值给三个变量其中的一个：

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

　　应当注意到当你调用Person 类的构造函数的时候，“John Appleseed is being initialized”会被打印出来。由此可以确定构造函数被执行。　　由于Person 类的新实例被赋值给了reference1 变量，所以reference1 到Person 类的新实例之间建立了一个强引用。正是因为这个强引用，ARC 会保证Person 实例被保持在内存中不被销毁。　　如果你将同样的Person 实例也赋值给其他两个变量，该实例又会多出两个强引用：

reference2 = reference1
reference3 = reference1

　　现在这个Person 实例已经有三个强引用了。　　如果你通过给两个变量赋值nil 的方式断开两个强引用（）包括最先的那个强引用），只留下一个强引用，Person 实例不会被销毁：

reference2 = reference1
reference3 = reference1

　　ARC会在第三个，也即最后一个强引用被断开的时候，销毁Person 实例，这也意味着你不再使用这个Person 实例：

reference3 = nil
// prints "John Appleseed is being deinitialized"

类实例之间的循环强引用

　　在上面的例子中，ARC 会跟踪你所新创建的Person 实例的引用数量，并且会在Person 实例不再被需要时销毁它。　　然而，我们可能会写出这样的代码，一个类永远不会有0个强引用。这种情况发生在两个类实例互相保持对方的强引用，并让对方不被销毁。这就是所谓的循环强引用。　　你可以通过定义类之间的关系为弱引用或者无主引用，以此替代强引用，从而解决循环强引用的问题。具体的过程在解决类实例之间的循环强引用中有描述。不管怎样，在你学习怎样解决循环强引用之前，很有必要了解一下它是怎样产生的。　　下面展示了一个不经意产生循环强引用的例子。例子定义了两个类：Person 和Apartment ，用来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 { println("\(name) is being deinitialized") }
}

class Apartment {
    let number: Int
    init(number: Int) { self.number = number }
    var tenant: Person?
    deinit { println("Apartment #\(number) is being deinitialized") }
}

　　每一个Person 实例有一个类型为String ，名字为name 的属性，并有一个可选的初始化为nil 的apartment 属性。apartment 属性是可选的，因为一个人并不总是拥有公寓。　　类似的，每个Apartment 实例有一个叫number ，类型为Int 的属性，并有一个可选的初始化为nil 的tenant 属性。tenant 属性是可选的，因为一栋公寓并不总是有居民。　　这两个类都定义了析构函数，用以在类实例被析构的时候输出信息。这让你能够知晓Person 和Apartment 的实例是否像预期的那样被销毁。　　接下来的代码片段定义了两个可选类型的变量john 和number73 ,并分别被设定为下面的Apartment 和Person 的实例。这两个变量都被初始化为nil ，并为可选的：

var john: Person?
var number73: Apartment?

　　现在你可以创建特定的Person 和Apartment 实例并将类实例赋值给john 和number73 变量：

john = Person(name: "John Appleseed")
number73 = Apartment(number: 73)

　　在两个实例被创建和赋值后，下图表现了强引用的关系。变量john 现在有一个指向Person 实例的强引用，而变量number73 有一个指向Apartment 实例的强引用：
　　现在你能够将这两个实例关联在一起，这样人就能有公寓住了，而公寓也有了房客。注意感叹号是用来展开和访问可选变量john 和number73 中的实例，这样实例的属性才能被赋值：

john = Person(name: "John Appleseed")
number73 = Apartment(number: 73)

　　在将两个实例联系在一起之后，强引用的关系如图所示：
　　不幸的是，将这两个实例关联在一起之后，一个循环强引用被创建了。Person 实例现在有了一个指向Apartment 实例的强引用，而Apartment 实例也有了一个指向Person 实例的强引用。因此，当你断开john 和number73 变量所持有的强引用时，引用计数并不会降为 0，实例也不会被 ARC 销毁：

john = nil
number73 = nil

　　注意，当你把这两个变量设为nil 时，没有任何一个析构函数被调用。强引用循环阻止了Person 和Apartment 类实例的销毁，并在你的应用程序中造成了内存泄漏。　　在你将john 和number73 赋值为nil 后，强引用关系如下图：
　　Person 和Apartment 实例之间的强引用关系保留了下来并且不会被断开。　　解决实例之间的循环强引用　　Swift提供了两种办法用来解决你在使用类的属性时所遇到的循环强引用问题：弱引用（weak reference）和无主引用（unowned reference）。　　弱引用和无主引用允许循环引用中的一个实例引用另外一个实例而不保持强引用。这样实例能够互相引用而不产生循环强引用。　　对于生命周期中会变为nil 的实例使用弱引用。相反的，对于初始化赋值后再也不会被赋值为nil 的实例，使用无主引用。　　弱引用　　弱引用不会牢牢保持住引用的实例，并且不会阻止 ARC 销毁被引用的实例。这种行为阻止了引用变为循环强引用。声明属性或者变量时，在前面加上weak关键字表明这是一个弱引用。　　在实例的生命周期中，如果某些时候引用没有值，那么弱引用可以阻止循环强引用。如果引用总是有值，则可以使用无主引用，在无主引用中有描述。在上面Apartment的例子中，一个公寓的生命周期中，有时是没有“居民”的，因此适合使用弱引用来解决循环强引用。　　注意　　弱引用必须被声明为变量，表明其值能在运行时被修改。弱引用不能被声明为常量。　　因为弱引用可以没有值，你必须将每一个弱引用声明为可选类型。可选类型是在 Swift 语言中推荐的用来表示可能没有值的类型。　　因为弱引用不会保持所引用的实例，即使引用存在，实例也有可能被销毁。因此，ARC 会在引用的实例被销毁后自动将其赋值为nil。你可以像其他可选值一样，检查弱引用的值是否存在，你永远也不会遇到被销毁了而不存在的实例。　　下面的例子跟上面Person和Apartment的例子一致，但是有一个重要的区别。这一次，Apartment的tenant属性被声明为弱引用：