Swift進階-記憶體管理
本文的主要目的是探索 RefCount 的記憶體結構及強/弱引用計數管理
Swift 中也是採用 ARC 編譯器自動記憶體管理機制。
Swift 對象的記憶體結構是 HeapObject, 有兩個屬性 Metadata 和 RefCount , 各佔8位元組（64位）。
RefCount 的每位的數據存儲內容如下圖所示：
1. 強引用的引用計數
1.1 數據結構
數據結構體大概是這樣：
struct InlineRefCountBits {
var strongref: UInt32
var unownedRef: UInt32
}
1.2 存儲方式
源碼中定義了 64 位的 refCount 聯合體的不同位置，存儲的不同含義：
我們通過下面這個小案例，來看看強引用的引用計數的存儲方式：
我們把這個值放到計算器中，對比著看下 64 位的二進位存儲情況：
從33 – 62位存儲的是強引用數量，二進位的 11， 表示的是3，也就是有3個強引用計數。強引用計數是從0開始的，有t, t1, t2 三個變數指向創建的對象，所以對象的強引用計數為3。
那控制台里列印的0x0000000600000002中的6是怎麼回事呢?
- 由於我們在控制台列印的是16進位，每4位為一組，第32 – 36位的 0110， 表示的是數字6，所以才會顯示成0x0000000600000002,這裡只是進位計算方式不同，並不是代表有6個引用計數。
- 由於二進位是從第33位開始存儲的值是11，16進位卻從32位開始存儲的值是110。110 比 11向左移1位，所以就形成了2倍關係。所以我們從控制台列印出來的值，除以2，就是真實的強引用計數了。
1.3 作用
在ARC下，編譯器會根據強引用數量，來判斷一個對象是否應該被銷毀。如果強引用為0，就會銷毀這個對象。
如果兩個對象，互相強持有對方，則會造成引用計數均不能為0，也就是無法銷毀，從而造成記憶體泄露的問題。
這時就需要弱引用或者無主引用，來將一個持有方式改為非強引用。這樣就可以解除循環引用的問題。
下面就是一個循環引用的例子：
class Teacher{
var age = 18
var closure:(()->())?
deinit {
print("Teacher 銷毀了")
}
}
func test() {
var t = Teacher()
t.closure = {
t.age = 10
}
print("方法執行完了")
}
test()
由於對象 t 持有closure，closure 內又捕獲了 t 的變數，從而強持有了 t . 所以造成了循環引用。
2.弱引用
使用weak 來修飾變數，這個變數就是弱引用，強引用計數不會再加1。weak 修飾後的變數，會變成一個可選項，也就是可以將 nil 賦值給它。
2.1 數據結構
數據結構：
調用流程：
所以WeakReference大概是這樣的結構：
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 存儲方式
下面是個例子：
我們創建了4個弱引用的變數，弱引用計數從1開始計數，所以是5.
2.3 作用
weak 修飾的類型會自動變為可選類型，可以用於解除循環引用，在對象銷毀後，編譯器會自動置為nil。
1.3 中的例子，在捕獲 t 的時候，使用 weak 修飾一下，就不會形成閉包對 t 對象的強引用。
func test() {
var t = Teacher()
t.closure = {[weak t] in
t?.age = 10
}
print("方法執行完了")
}
3 無主引用
存儲方式及數據結構在強引用中，已經分析過了，下面這個圖是結果：
3.1 計數方式
所以無主引用的計算方式為：
- 轉換成 2 進位， 比如 6 轉成 110
- 右移一位，110 變 10， 也就等於10進位的3
- 減 1，3 – 1 = 2
對象 t 的無主引用的值是 2
3.2 作用
由於 weak 修飾後的變數是可選項，使用時需要解包，比較麻煩。
如果能從上下文中確定變數的一定有值的話，可以使用 unowned 修飾變數來解除循環引用，因為它也不是強引用。這有點類似於隱式解包，在確定有值時再使用，如果對象釋放後，再執行這個閉包，會崩潰的。
4. 獲取引用計數
4.1 CFGetRetainCount
需要注意的是， 如果我們使用CFGetRetainCount來獲取強引用計數，這個方法的內部，會自動將當前的引用計數加1. 這一邏輯與 OC 是一致的：
4.2 swift_retainCount
從源碼看，swift_retainCount 獲取引用計數的時候，也是默認 + 1 的。
5.引用計數加1
在ARC下，編譯器為我們自動做了記憶體管理的操作，在有強引用 / 弱引用 / 無主引用指向對象時，都會執行對應的方法，去將對象對應的引用計數 + 1。
下面是swift_retain(強引用)的源碼：
6.引用計數減1
在ARC下，編譯器為我們自動做了記憶體管理的操作，當指向對象的變數離開當前作用域時，根據對應變數的類型（強引用 / 弱引用 / 無主引用），執行對於的方法，將對象對應的引用計數 – 1。
下面是swift_release(強引用)的源碼：
好了 給小夥伴分解到這裡就到此為止吧，以後會慢慢給大家講解說明。
青山不改，綠水長流，後會有期，感謝每一位佳人的支援！
