[譯] Swift：通過示例避免記憶體洩漏

little_xia發表於2019-02-18
Swift記憶體

[譯] Swift：通過示例避免記憶體洩漏

在 Swift 中，使用自動引用計數（ARC）來管理 iOS 應用程式中的記憶體使用情況。

每次建立類的新例項時，ARC都會分配一塊記憶體來儲存有關它的資訊，並在不再需要該例項時自動釋放該記憶體。

作為開發人員，你不需要為記憶體管理做任何事情，除了以下3種情況，你需要告訴 ARC 有關例項之間關係的更多資訊，以避免「迴圈引用」。

在本文中，我們將在集中討論這3種情況，並檢視迴圈引用的實際示例以及如何去避免它們。

但是首先，我們得知道什麼是迴圈引用以及為什麼我們需要避免它們？

迴圈引用:

迴圈引用就是這種情況，兩個物件彼此具有強引用並相互持有，ARC 無法從記憶體中釋放這些物件從而導致「記憶體洩漏」。

在應用程式中出現記憶體洩漏是非常危險的，因為它們會影響應用程式的效能，並且在應用程式記憶體不足時可能會導致崩潰。

以下三種情況會造成記憶體洩漏：

1- 兩個類之間的強引用：

假設我們有2個類（Author 類和 Book 類）直接相互引用：

class Author {
    var name:String
    var book:Book
    
    init(name:String,book:Book) {
        self.name = name
        self.book = book
        print("Author Object was allocated in memory")
    }
    deinit {
        print("Author Object was de allocated")
    }
}

var author = Author(name:"John",book:Book())
author = nil
複製程式碼
class Book {
    var name:String
    var author:Author
    
    init(name:String,author:Author) {
        self.name = name
        self.author = author
        print("Book object was allocated in memory")
    }
    deinit {
        print("Book Object was deallocated")
    }
}
var book = Book(name:"Swift",author:author)
book = nil
複製程式碼

理論上，因為這兩個物件都被設定為 nil，所以應該先列印出兩個物件都已分配，然後列印出兩個物件都被銷燬，但是它會列印以下內容：

Author Object was allocated in memory
Book object was allocated in memory
複製程式碼

正如你所見，兩個物件並未從記憶體中釋放，因為當兩個物件之間彼此具有強引用時發生了迴圈引用。

為了解決這個問題，我們可以如下宣告弱引用或無主引用：

class Author {
   var name:String
   weak var book:Book? // book 物件需要被宣告為弱的可選項
    
    init(name:String,book:Book?) {
        self.name = name
        self.book = book
        print("Author Object was allocated in memory")
    }
    deinit {
        print("Author Object was deallocated")
    }
}
複製程式碼

這次兩個物件都會被釋放，控制檯將列印以下內容：

Author Object was allocated in memory
Book object was allocated in memory
Author Object was deallocated
Book Object was deallocated
複製程式碼

問題解決了，ARC 在清理記憶體塊時可以通過使其中一個引用變弱來釋放物件，但弱引用和無主引用是什麼呢？根據 apple 的文件：

弱引用

弱引用是一種不會強制保留它引用例項的引用，因此就不會阻止 ARC 處理這些的例項。這樣使引用避免了成為強引用迴圈的一部分。你可以通過在屬性或變數宣告之前放置 weak 關鍵字來標記弱引用。

無主引用

與弱引類似，無主引用 也不會對它引用的例項保持強引用。然而，與弱引用不同得是，當另一個例項具有相同的生命週期或更長的生命週期時，則需要使用無主引用。 你可以通過在屬性或變數宣告之前放置 unowned 關鍵字來標記無主引用。

2- 類協議關係：

記憶體洩漏的另一個原因可能是協議和類之間的密切關係。在下面的示例中，我們將採用一個真實的場景，我們有一個 TablViewController 類和一個 TableViewCell 類，當使用者按下 TableViewCell 中的一個按鈕時，它應該將此動作代理給 TablViewController，如下所示：

@objc protocol TableViewCellDelegate {
   func onAlertButtonPressed(cell:UITableViewCell)
}
class TableViewCell: UITableViewCell {

    var delegate:TableViewCellDelegate?
    
    @IBAction func onAlertButtonPressed(_ sender: UIButton) {
      delegate?.onAlertButtonPressed(cell: self)
    }
}
複製程式碼
class TableViewController: UITableViewController {

    override func numberOfSections(in tableView: UITableView) -> Int {
        return 1
    }

    override func tableView(_ tableView: UITableView, numberOfRowsInSection section: Int) -> Int {
        return 10
    }
    override func tableView(_ tableView: UITableView, cellForRowAt indexPath: IndexPath) -> UITableViewCell {
        let cell = tableView.dequeueReusableCell(withIdentifier: "TableViewCell", for: indexPath) as! TableViewCell
        cell.delegate = self
        return cell
    }
 
    deinit {
        print("TableViewController is deallocated")
    }

}
extension TableViewController: TableViewCellDelegate {
    func onAlertButtonPressed(cell: UITableViewCell) {
        if let row = tableView.indexPath(for: cell)?.row {
            print("cell selected at row: \(row)")
        }
        dismiss(animated: true, completion: nil)
    }
}
複製程式碼

通常，當我們關閉 TableViewController 時，ARC 應該呼叫 deinit 方法並且在控制檯中 列印「TableViewController is deallocated」，但是在這種情況下，由於 TableViewCellDelegate 和 TableViewController 彼此之間具有強引用，所以它們永遠不會從記憶體中釋放。

為了解決這個問題，我們可以簡單地將 TableViewCell 類調整為如下：

@objc protocol TableViewCellDelegate {
   func onAlertButtonPressed(cell:UITableViewCell)
}
class TableViewCell: UITableViewCell {

   weak var delegate:TableViewCellDelegate?
    
    @IBAction func onAlertButtonPressed(_ sender: UIButton) {
      delegate?.onAlertButtonPressed(cell: self)
    }
}
複製程式碼

這次關閉 TableViewController 就可以在控制檯中看到：

TableViewController is deallocated
複製程式碼

3- 閉包的強迴圈引用：

假設我們有以下 ViewController：

class ViewController: UIViewController {

    var closure : (() -> ()) = { }
  
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        closure = {
            self.view.backgroundColor = .red
        }
    }
    deinit {
        print("ViewController was deallocated")
    }
}
複製程式碼

嘗試關閉 ViewController，deinit 方法永遠不會被執行。 這是因為閉包捕獲了 ViewController 的強引用。要解決這個問題，我們需要在閉包中使用 weak 或 unowned 修飾的 self，如下所示：

class ViewController: UIViewController {

    var closure : (() -> ()) = { }
  
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        closure = { [unowned self] in
            self.view.backgroundColor = .red
        }
    }
    deinit {
        print("ViewController was deallocated")
    }
}
複製程式碼

這次關閉 ViewController 時控制檯將列印：

ClosureViewController was deallocated
複製程式碼

總結

毫無疑問，ARC 對應用程式的記憶體管理起了了不起的作用，我們開發者所要做的是注意類之間，類和協議之間以及內部閉包之間的強引用，通過宣告 weak 或者 unowned 來避免迴圈引用。

關於 ARC 的一些重要參考：

如果發現譯文存在錯誤或其他需要改進的地方，歡迎到 掘金翻譯計劃 對譯文進行修改並 PR，也可獲得相應獎勵積分。文章開頭的 本文永久連結 即為本文在 GitHub 上的 MarkDown 連結。

掘金翻譯計劃 是一個翻譯優質網際網路技術文章的社群，文章來源為 掘金 上的英文分享文章。內容覆蓋 Android、iOS、前端、後端、區塊鏈、產品、設計、人工智慧等領域，想要檢視更多優質譯文請持續關注 掘金翻譯計劃、官方微博、知乎專欄。

相關文章