SWIFT中的引用關(guān)系說(shuō)明.docx

SWIFT中的引用關(guān)系說(shuō)明我發(fā)現(xiàn)自己寫(xiě)代碼的時(shí)候經(jīng)常擔(dān)心強(qiáng)引用循環(huán)（retain cycles）的出現(xiàn)。我覺(jué)得這個(gè)和其他問(wèn)題一樣比較常見(jiàn)。不知道你是什么情況，我反正總是聽(tīng)見(jiàn)我什么時(shí)候要用關(guān)鍵詞weak？unowned這坨東西到底是啥玩意兒？這類(lèi)聲音。我們發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題是我們知道在swift代碼中要去用strong，weak和unowned說(shuō)明符來(lái)避免強(qiáng)引用循環(huán)，但是我們不大了解具體用哪一個(gè)。好在我知道它們是啥，還知道啥時(shí)候去用他們！希望這篇文章能教會(huì)你知道什么時(shí)候，并且在哪里用這3個(gè)說(shuō)明符。咱們開(kāi)始吧ARCARC是自動(dòng)內(nèi)存管理Apple版本的一個(gè)編譯時(shí)特性（compile time feature）。全稱(chēng)是Automatic Reference Counting。意思是對(duì)于一個(gè)對(duì)象來(lái)說(shuō)，只有在沒(méi)有任何強(qiáng)引用指向它時(shí)，該對(duì)象占用的內(nèi)存才會(huì)被回收。STRONG - 強(qiáng)引用從什么是強(qiáng)引用說(shuō)起。它本質(zhì)上是一個(gè)普通的引用（指針或者其他有相同意思的東西），但是它特殊在能夠通過(guò)將該引用指向?qū)ο螅╫bject）的保留計(jì)數(shù)（retain count）增加1來(lái)保護(hù)這個(gè)對(duì)象不被ARC回收。實(shí)質(zhì)上，哪怕任何一個(gè)東西的一個(gè)強(qiáng)引用指向了這個(gè)對(duì)象，這個(gè)對(duì)象就不會(huì)被回收。記住這點(diǎn)，待會(huì)兒講強(qiáng)引用循環(huán)和相關(guān)東西的時(shí)候會(huì)用到。強(qiáng)引用在swift中幾乎隨處可見(jiàn)。實(shí)際上聲明一個(gè)屬性（property）的時(shí)候默認(rèn)就是一個(gè)強(qiáng)引用。通常在關(guān)系層級(jí)是線(xiàn)性的時(shí)候用強(qiáng)引用問(wèn)題不大。當(dāng)強(qiáng)引用從父層級(jí)流向子層級(jí)的時(shí)候，這個(gè)強(qiáng)引用的使用總是沒(méi)問(wèn)題。這有個(gè)強(qiáng)引用的例子。1. classKraken2. lettentacle=Tentacle()/對(duì)子層級(jí)的強(qiáng)引用。3. 4. classTentacle5. letsucker=Sucker()/對(duì)子層級(jí)的強(qiáng)引用。6. 7. classSucker8. 9. */Kraken的意思是海妖，Tentacle的意思是觸手，sucker的意思是吸盤(pán).譯者注/*例子中是一個(gè)線(xiàn)性的關(guān)系層級(jí)。Kraken有一個(gè)指向Tentacle實(shí)例的強(qiáng)引用，Tentacle實(shí)例又有一個(gè)指向Sucker實(shí)例的強(qiáng)引用。引用關(guān)系的流向從父層級(jí)（Kraken）一直向下流到子層級(jí)（Sucker）。在animation block里引用層級(jí)也是類(lèi)似的：1. UIView.animateWithDuration(0.3)2. self.view.alpha=0.03. 因?yàn)閍nimateWithDuration是UIView的一個(gè)靜態(tài)方法，這里的閉包是父層級(jí)，self是子層級(jí)。如果子層級(jí)想引用父層級(jí)怎么辦？這就是我們要用弱引用和unowned引用的地方。WEAK AND UNOWNED REFERENCES - 弱引用和UNOWNED引用WEAK - 弱引用弱引用就是一個(gè)保護(hù)不了其所指對(duì)象不被ARC回收的指針。強(qiáng)引用能讓它對(duì)象的保留計(jì)數(shù)增加1，弱引用不能。swift中，所有的弱引用都是非常量的可選類(lèi)型（non-constant Optionals）（想一下var和let的關(guān)系），因?yàn)樵跊](méi)有其他強(qiáng)引用指向的時(shí)候，這個(gè)引用能，并且會(huì)被改變成nil。例如下面的代碼就不能通過(guò)編譯：1. classKraken2. weaklettentacle=Tentacle()/let是一個(gè)常量。所有的weak變量都必須是可變（mutable）的。3. 因?yàn)閠entacle是一個(gè)let常量。Let由于規(guī)范限制使得其在運(yùn)行時(shí)不能夠被改變。因?yàn)槿跻米兞浚╳eak variables）在沒(méi)有任何強(qiáng)引用指向它們時(shí)是會(huì)被改變成nil的，所以swift編譯器要求你將弱引用變量聲明成var。那些會(huì)出現(xiàn)潛在的強(qiáng)引用循環(huán)的地方就是使用弱引用變量的關(guān)鍵之處。強(qiáng)引用循環(huán)發(fā)生在兩個(gè)對(duì)象彼此之間都用強(qiáng)引用指向?qū)Ψ降那闆r下，ARC不會(huì)對(duì)其中任何一個(gè)實(shí)例發(fā)出正確的釋放信號(hào)代碼（release message code），因?yàn)檫@兩個(gè)實(shí)例正彼此保護(hù)著對(duì)方。這有個(gè)來(lái)自Apple的簡(jiǎn)潔圖片，非常明了的展示了這點(diǎn)：下面是一個(gè)能展示強(qiáng)引用循環(huán)的很棒的例子，其中用到了NSNotification API（還是比較新的API）?？纯聪旅娴拇a吧：1. classKraken2. varnotificationObserver:(NSNotification)-Void)?3. init()notificationObserver=NSNotificationCenter.defaultCenter().addObserverForName(humanEnteredKrakensLair,object:nil,queue:NSOperationQueue.mainQueue()notificationin4. self.eatHuman()5. 6. 7. deinit8. ifnotificationObserver!=nil9. NSNotificationCenter.defaultCenter.removeObserver(notificationObserver)10. 11. 12. 到這兒我們就搞出了一個(gè)強(qiáng)引用循環(huán)。你看，swift里的閉包與Objective-C里的blocks極像。如果一個(gè)變量是在閉包外面聲明的，在閉包里面引用這個(gè)變量就會(huì)產(chǎn)生出另一個(gè)強(qiáng)引用。此種情況下僅有的例外就是使用值類(lèi)型的變量，比如swift里的Ints，Strings，Arrays和Dictionaries。這里NSNotificationCenter保留了一個(gè)閉包，當(dāng)你調(diào)用eatHuman()方法時(shí)這個(gè)閉包以強(qiáng)引用的方式捕獲了self。問(wèn)題是：我們直到deinit的時(shí)候才清空這個(gè)閉包，但是deinit永遠(yuǎn)不會(huì)被ARC調(diào)用，因?yàn)檫@個(gè)閉包有一個(gè)對(duì)Kraken實(shí)例的強(qiáng)引用！用NSTimers和NSThread的地方也會(huì)出現(xiàn)這種情況。解決方法是在閉包的捕獲列表（capture list）里使用一個(gè)對(duì)self的弱引用。這就打破了強(qiáng)引用循環(huán)。到了這里，我們的對(duì)象引用關(guān)系圖就變成了這樣：把self變成weak不會(huì)給self的保留計(jì)數(shù)加1，這就能讓ARC在正確的時(shí)間將其合理的銷(xiāo)毀。要在閉包里使用weak和unowned變量的話(huà)，需要在閉包體內(nèi)用語(yǔ)法。例如：1. letclosure=weakselfin2. self?.doSomething()/記住，所有的weak變量都是可選類(lèi)型。3. 為什么weak self會(huì)在方括號(hào)里？這看起來(lái)很怪！Swift中我們看見(jiàn)方括號(hào)就會(huì)想到數(shù)組。你猜怎么著？你可以在閉包里指定多個(gè)待捕獲的值！比如：1. letclosure=weakself,unownedkrakenInstancein/瞧這個(gè)捕獲了多個(gè)值的數(shù)組2. self?.doSomething()/weak變量是可選類(lèi)型3. krakenInstance.eatMoreHumans()/unowned變量不是可選類(lèi)型4. 看起來(lái)就像數(shù)組多了吧？現(xiàn)在你就知道了為什么捕獲值是寫(xiě)在方括號(hào)里的。好，用我們現(xiàn)在所學(xué)到的，在上面notification代碼的閉包捕獲列表中加上weak self就可以解決強(qiáng)引用循環(huán)的問(wèn)題：1. NSNotificationCenter.defaultCenter().addObserverForName(humanEnteredKrakensLair,object:nil,queue:NSOperationQueue.mainQueue()weakselfnotificationin/使用捕獲列表消除了強(qiáng)引用循環(huán)！2. self?.eatHuman()/self現(xiàn)在是一個(gè)可選類(lèi)型了！3. 用到weak和unowned變量的另外一個(gè)地方就是使用協(xié)議（protocol）在多個(gè)class間去實(shí)現(xiàn)委托（delegation）的情況，因?yàn)閟wift中class是引用類(lèi)型。結(jié)構(gòu)體（structs）和enum（枚舉）也能遵循協(xié)議，但是它們是值類(lèi)型。如果一個(gè)父類(lèi)帶上一個(gè)子類(lèi)使用委托，像這樣：1. classKraken:LossOfLimbDelegate2. lettentacle=Tentacle()3. init()4. tentacle.delegate=self5. 6. funclimbHasBeenLost()7. startCrying()8. 9. 10. protocolLossOfLimbDelegate11. funclimbHasBeenLost()12. 13. classTentacle14. vardelegate:LossOfLimbDelegate?15. funccutOffTentacle()16. delegate?.limbHasBeenLost()17. 18. 那么我們就需要用weak變量。在這個(gè)例子里Tentacle以它所擁有的代理屬性（delegate property）的形式持有一個(gè)對(duì)Kraken的強(qiáng)引用，同時(shí)Kraken在它的tentacle屬性中也有一個(gè)對(duì)Tentacle的強(qiáng)引用。我們?cè)诖砺暶髦凹由弦粋€(gè)weak說(shuō)明符來(lái)解決：1. weakvardelegate:LossOfLimbDelegate?你說(shuō)什么？編譯不通過(guò)？好吧，因?yàn)榉莄lass類(lèi)型的協(xié)議不能被標(biāo)識(shí)為weak。此時(shí)，我們得用一個(gè)唯類(lèi)協(xié)議（class protocol）來(lái)使得代理屬性能夠標(biāo)識(shí)成weak。讓我們的協(xié)議繼承:class。1. protocolLossOfLimbDelegate:class/Protocol現(xiàn)在繼承了class2. funclimbHasBeenLost()3. 什么時(shí)候不用:class?Apple的文檔里說(shuō)：當(dāng)一個(gè)協(xié)議需求所定義的行為（behavior）能夠確?；蛞笞裱@個(gè)協(xié)議的類(lèi)型是引用類(lèi)型而非值類(lèi)型的時(shí)候，使用唯類(lèi)協(xié)議?；旧?，如果你自己代碼的引用層級(jí)和我上面寫(xiě)的一樣的話(huà)，你就加上:class。對(duì)于使用結(jié)構(gòu)體或者枚舉的情況，就不需要:class了，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)體和枚舉是值類(lèi)型，class是引用類(lèi)型。UNOWNED弱引用和unowned引用本質(zhì)上是一樣的。Unowned引用并不增加它所引用對(duì)象的保留計(jì)數(shù)。然而swift語(yǔ)言中unowned引用的額外的優(yōu)點(diǎn)是它為非可選類(lèi)型。這使得它用起來(lái)更方便，不用再去引入可選綁定（optional binding）。這和隱式可選類(lèi)型（Implicity Unwarpped Optionals）沒(méi)什么區(qū)別。到這里就有點(diǎn)兒亂了。弱引用和unowned引用都不增加保留計(jì)數(shù)。它們都用來(lái)解決強(qiáng)引用循環(huán)的問(wèn)題。那么我們什么時(shí)候用它們？Apple的文檔說(shuō)：當(dāng)一個(gè)引用在其生命周期中變?yōu)閚il時(shí)依然合理，就把這個(gè)引用定義為弱引用。相反，如果你事先知道一個(gè)引用在被設(shè)置好了之后不會(huì)再變成nil，就把它定義成unowned引用。你知道答案了：就和隱式可選類(lèi)型一樣，如果你能確保這個(gè)引用在被用到的時(shí)候肯定不是nil的話(huà)，就用unowned，如果不確保，就得用弱引用。下面是一個(gè)典型的例子，一個(gè)class的閉包中捕獲的self不會(huì)變成nil，這就生成了一個(gè)強(qiáng)引用循環(huán)：1. classRetainCycle2. varclosure:()-Void)!3. varstring=Hello4. init()5. closure=6. self.string=Hello,World!7. 8. 9. 10. /初始化class，并激活強(qiáng)引用循環(huán)。11. letretainCycleInstance=RetainCycle()12. retainCycleInstance.closure()/此時(shí)我們可以確保閉包中捕獲的self不會(huì)再是nil了。此后的任何代碼（尤其是改變self的引用的代碼）都需要判斷一下unowned是否在這兒還起作用。上面的例子里，閉包以強(qiáng)引用的形式捕獲了self，同時(shí)self通過(guò)自己的閉包屬性也保留了一個(gè)對(duì)該 閉包的強(qiáng)引用，這就造出了強(qiáng)引用循環(huán)。簡(jiǎn)單的給閉包加一個(gè)unowned self就能打破這個(gè)循環(huán)：1. closure=unownedselfin2. self.string=Hello,Wo