Swift ARC 自动引用计数

Swift 使用 Automatic Reference Counting (ARC) 自动引用计数来追踪和管理应用的内存使用情况. 绝大多数情况下, 由于 ARC 的存在, 我们并不需要考虑内存管理 (这也许就是为什么它名字里带 Automatic 的原因). 当实例不再需要的时候, 也就是引用计数为 0 的情况下, ARC 会自动释放实例所占的内存.

引用计数只是对于类的实例而言. 结构体和枚举类型是值类型, 并非引用类型, 所以并不是通过引用来储存和传递的.

How it works

当我们每次创建一个类的实例的时候, ARC 会分配相应的内存空间来储存这个实例的信息 (类型, 属性的值的等).

当这个实例不再需要的时候 (也就是它的引用计数为 0 的时候), �ARC 就会释放这部分空间.

但是, 如果 ARC 不小心释放了一个仍在使用的实例的空间, 当我们在代码中调用这个实例的时候, 应用就会崩溃. 为了防止此类情况, ARC 会追踪有多少属性, 常量或变量引用了这个是咧, 每有一个就加 1. 只要有至少一个引用存在, 这个实例就不会被释放.

当我们给一个属性/常量/变量赋予一个实例的时候, 这个属性/常量/变量就有个一个引用指向这个实例. 这个引用被称为强引用, 因为只要这个引用存在, 就不会允许实例被释放.

Example

这个例子来自官网

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

我们在 Person 类的构造器中对属性 name 赋值并打印消息, 来监听实例的创建. 同时, 在析构器中打印消息, 监听实例的释放.

接下来, 我们定义三个 Person 类型的可选变量, 由于可选类型, 它们一开始被赋值为 nil:

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

再接着, 我们创建一个 Person 的实例, 并赋值给第一个变量:

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

这时候, 构造器里的消息就会被打印 "John Appleseed is being initialized". 这时候, 第一个变量就会有一个强引用指向这个新的 Person 实例, 计数器加 1.

然后再将这个变量赋值给其他两个变量:

reference2 = reference1
reference3 = reference1

那么此时, 其他两个变量也会同时指向这个实例, so, 2 个新的强应用, 计数器再加 2. 现在为 3.

这个时候, 我们将第一个变量和第二个变量都赋值为 nil:

reference1 = nil
reference2 = nil

这个时候它们的强引用就被断掉了, 只有第三个变量的强引用存在, 3 - 2 = 1. 这个时候计数仍然大于 0, 所以 Person 实例仍然不会被释放.

只有当我们断掉最后一个强引用:

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

这时候 1 - 1 = 0, 计数为 0, ARC 就认为这个实例再也用不到了, 释放空间, 我们也看到 Person 类析构器里的消息被打印出来了.

参考

• The Swift Programming Language - Automatic Reference Counting