Swift进阶-内存管理 Swift进阶-内存管理

本文的主要目的是探索 RefCount 的内存结构及强/弱引用计数管理

Swift 中也是采用 ARC 编译器自动内存管理机制。
Swift 对象的内存结构是 HeapObject, 有两个属性 Metadata 和 RefCount , 各占8字节（64位）。
RefCount 的每位的数据存储内容如下图所示：

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1. 强引用的引用计数 1.1 数据结构
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数据结构体大概是这样：

struct InlineRefCountBits { var strongref: UInt32 var unownedRef: UInt32 }

1.2 存储方式源码中定义了 64 位的 refCount 联合体的不同位置，存储的不同含义：

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我们通过下面这个小案例，来看看强引用的引用计数的存储方式：

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我们把这个值放到计算器中，对比着看下 64 位的二进制存储情况：

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从33 - 62位存储的是强引用数量，二进制的 11，表示的是3，也就是有3个强引用计数。强引用计数是从0开始的，有t, t1, t2 三个变量指向创建的对象，所以对象的强引用计数为3。
那控制台里打印的0x0000000600000002中的6是怎么回事呢?

由于我们在控制台打印的是16进制，每4位为一组，第32 - 36位的 0110，表示的是数字6，所以才会显示成0x0000000600000002,这里只是进制计算方式不同，并不是代表有6个引用计数。
由于二进制是从第33位开始存储的值是11，16进制却从32位开始存储的值是110。110 比 11向左移1位，所以就形成了2倍关系。所以我们从控制台打印出来的值，除以2，就是真实的强引用计数了。

1.3 作用在ARC下，编译器会根据强引用数量，来判断一个对象是否应该被销毁。如果强引用为0，就会销毁这个对象。
如果两个对象，互相强持有对方，则会造成引用计数均不能为0，也就是无法销毁，从而造成内存泄露的问题。
这时就需要弱引用或者无主引用，来将一个持有方式改为非强引用。这样就可以解除循环引用的问题。

下面就是一个循环引用的例子：

class Teacher{ var age = 18 var closure:(()->())?deinit { print("Teacher 销毁了") } }func test() { var t = Teacher() t.closure = { t.age = 10 } print("方法执行完了") }test()

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由于对象 t 持有closure，closure 内又捕获了 t 的变量，从而强持有了 t . 所以造成了循环引用。
2.弱引用使用weak 来修饰变量，这个变量就是弱引用，强引用计数不会再加1。weak 修饰后的变量，会变成一个可选项，也就是可以将 nil 赋值给它。
2.1 数据结构数据结构：

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调用流程：

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所以WeakReference大概是这样的结构：

struct WeakReference { var entry: HeapObjectSideTableEntry }struct HeapObjectSideTableEntry { var object: HeapObject var refCounts: SideTableRefCounts }struct SideTableRefCounts { var strongref: UInt32 var unownedRef: UInt32 var weakBits: UInt32 }struct HeapObject { var kind: UnsafeRawPointer var strongref: UInt32 var unownedRef: UInt32 }

2.2 存储方式

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下面是个例子：

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我们创建了4个弱引用的变量，弱引用计数从1开始计数，所以是5.
2.3 作用 weak 修饰的类型会自动变为可选类型，可以用于解除循环引用，在对象销毁后，编译器会自动置为nil。
1.3 中的例子，在捕获 t 的时候，使用 weak 修饰一下，就不会形成闭包对 t 对象的强引用。

func test() { var t = Teacher() t.closure = {[weak t] in t?.age = 10 } print("方法执行完了") }

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3 无主引用存储方式及数据结构在强引用中，已经分析过了，下面这个图是结果：

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3.1 计数方式

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所以无主引用的计算方式为：

转换成 2 进制，比如 6 转成 110
右移一位，110 变 10，也就等于10进制的3

减 1，3 - 1 = 2

对象 t 的无主引用的值是 2

3.2 作用由于 weak 修饰后的变量是可选项，使用时需要解包，比较麻烦。
如果能从上下文中确定变量的一定有值的话，可以使用 unowned 修饰变量来解除循环引用，因为它也不是强引用。这有点类似于隐式解包，在确定有值时再使用，如果对象释放后，再执行这个闭包，会崩溃的。