swift学习笔记之自动引用计数

/** * Swift使用自动引用计数（ARC）来管理应用程序的内存使用。这表示内存管理已经是Swift的一部分，在大多数情况下，你并不需要考虑内存的管理。当实例并不再被需要时，ARC会自动释放这些实例所使用的内存。 另外需要注意的： 引用计数仅仅作用于类实例上。结构和枚举是值类型，而非引用类型，所以不能被引用存储和传递。 swift的ARC工作过程 每当创建一个类的实例，ARC分配一个内存块来存储这个实例的信息，包含了类型信息和实例的属性值信息。 另外当实例不再被使用时，ARC会释放实例所占用的内存，这些内存可以再次被使用。 但是，如果ARC释放了正在被使用的实例，就不能再访问实例属性，或者调用实例的方法了。直接访问这个实例可能造成应用程序的崩溃。就像空实例或游离实例一样。 为了保证需要实例时实例是存在的，ARC对每个类实例，都追踪有多少属性、常量、变量指向这些实例。当有活动引用指向它时，ARC是不会释放这个实例的。 为实现这点，当你将类实例赋值给属性、常量或变量时，指向实例的一个强引用（strong reference）将会被构造出来。被称为强引用是因为它稳定地持有这个实例，当这个强引用存在时，实例就不能够被自动释放，因此可以安全地使用。 */
class Student
{
    var tName : String
  weak  var teacher : Teacher?       //添加老师对象,初始时为nil

    init(name:String)
    {
        tName = name
        print("学生 (tName) 实例初始化完成.")
    }

    func getName() -> String
    {
        return tName
    }

    func listening()
    {
        print("学生 (tName) 正在听 (teacher?.getName()) 老师讲的课")
    }

    deinit
    {
        print("学生 (tName) 实例析构化完成.")
    }
}


class Teacher
{
    var tName : String
   weak var student : Student?       //添加学生对象,初始时为nil

    init(name:String)
    {
        tName = name
        print("老师 (tName) 实例初始化完成.")
    }

    func getName() -> String
    {
        return tName
    }

    func classing()
    {
        print("老师 (tName) 正在给学生讲课.")
    }

    deinit
    {
        print("老师 (tName) 实例析构完成.")
    }
}

func testArc()
{
    var teacher:Teacher? = Teacher(name:"张三")  //实例化一个Teacher对象将指向一个变量，此时产生了一个强引用(就好像OC中的引用计数+1)
    var refteacher:Teacher? = teacher            //再次产生强引用即(引用计数再+1)
    var refteacher2:Teacher? = teacher //再次产生强引用即(引用计数再+1)


        refteacher = nil            //第一个引用对象为nil并没有使实例释放,(引用计数-1)
    teacher?.classing()         //正常
    teacher = nil               //第二个引用对象为nil并没有使实例释放,(引用计数-1)
    refteacher2!.classing()     //正常
    refteacher2 = nil           //第三个引用对象为nil此时已没有作何引用了，因此ARC回收，实例释放.(引用计数-1)最后引用计数为0，则自动调用析构
    refteacher2?.classing()     //不再有输出



}

 testArc()

/** * 从上面的例子来看，确实swift给我们自动管理了内存，很多时侯开发者都不需要考虑太多的内存管理。但真的是这样吗？真的安全吗？作为开发者要如何用好ARC？ 尽管ARC减少了很多内存管理工作，但ARC并不是绝对安全的。下面来看一下循环强引用导至的内存泄漏。 */
func testMemoryLeak()
{
    var teacher :Teacher?
    var student :Student?

    teacher = Teacher(name:"陈峰")   //(引用计数为1)
    student = Student(name:"徐鸽")   //<span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">(引用计数为1)</span>

    teacher!.student = student  //赋值后将产生"学生"对象的强引用 (引用计数+1)
    student!.teacher = teacher  //赋值后将产生"老师"对象的强引用 (引用计数+1)

    teacher!.classing()         //因为我清楚地知道teacher对象不可能为空,所以我用!解包
    student!.listening()

    //下面的代码，写与不写都不能使对象释放
    teacher = nil           //引用计数－1 但还不能＝0,所以不会析构
    student = nil   //引用计数－1 但还不能＝0,所以也不会析构

    print("释放后输出")

    teacher?.classing()//因为我不能确定teacher对象是否为空，所以必须用?来访问。
    student?.listening()

}
/** * 自始至终都没有调用deinit。因此就会泄漏，此时已经不能采取任何措拖来释放这两个对象了，只有等APP的生命周期结束 实例之间的相互引用，在日常开发中是很常见的一种，哪么如何避免这种循环强引用导致的内存泄漏呢？ 可以通过在类之间定义为弱引用（weak）或无宿主引用的（unowned）变量可以解决强引用循环这个问题 */

testMemoryLeak()


/** * 弱引用方式： 弱引用并不保持对所指对象的强烈持有，因此并不阻止ARC对引用实例的回收。这个特性保证了引用不成为强引用循环的一部分。指明引用为弱引用是在生命属性或变量时在其前面加上关键字weak。 注意 弱引用必须声明为变量，指明它们的值在运行期可以改变。弱引用不能被声明为常量。 因为弱引用可以不含有值，所以必须声明弱引用为可选类型。因为可选类型使得Swift中的不含有值成为可能。 因此只需要将上述的例子任意一个实例变量前加上weak关键词即可,如： 加上 weak var student : Student? 或 weak var teacher : Teacher? 经测试得出结论： 当Ａ类中包函有Ｂ类的弱引用的实例，同时，Ｂ类中存在Ａ的强引用实例时，如果Ａ释放，也不会影响Ｂ的析放，但Ａ的内存回收要等Ｂ的实例释放后才可以回收。（情况一的结果） 当Ａ类中包函有Ｂ类的强引用的实例时，如果Ａ释放，则不会影响Ｂ的析放。（情况二的结果） */


/** * 无宿主引用方式： 和弱引用一样，无宿主引用也并不持有实例的强引用。但和弱引用不同的是，无宿主引用通常都有一个值。因此，无宿主引用并不定义成可选类型。指明为无宿主引用是在属性或变量声明的时候在之前加上关键字unowned。 因为无宿主引用为非可选类型，所以每当使用无宿主引用时不必使用?。无宿主引用通常可以直接访问。但是当无宿主引用所指实例被释放时，ARC并不能将引用值设置为nil，因为非可选类型不能设置为nil。 注意 在无宿主引用指向实例被释放后，如果你想访问这个无宿主引用，将会触发一个运行期错误（仅当能够确认一个引用一直指向一个实例时才使用无宿主引用）。在Swift中这种情况也会造成应用程序的崩溃，会有一些不可预知的行为发生。因此使用时需要特别小心。 */

class Teacher1
{
    var tName : String
    var student : Student1?              //学生对象的强引用,实例可以为nil

    init(name:String)
    {
        tName = name
        print("老师 (tName) 实例初始化完成.")
    }

    func getName() -> String
    {
        return tName
    }

    func classing()
    {
        print("老师 (tName) 正在给学生 (student?.getName()) 讲课.")
    }

    deinit
    {
        print("老师 (tName) 实例析构完成.")
    }
}

class Student1
{
    var tName : String
    unowned var teacher : Teacher1           //无宿主引用,不可以设置为nil

    init(name:String,tcher :Teacher1)
    {
        tName = name
        teacher = tcher    //因为无宿主引用不能设为可选型，所在必须要初始化
        print("学生 (tName) 实例初始化完成.")
    }

    func getName() -> String
    {
        return tName
    }

    func listening()
    {
        print("学生 (tName) 正在听 (teacher.getName()) 老师讲的课")
    }

    deinit
    {
        print("学生 (tName) 实例析构化完成.")
    }
}
func testNotOwner()
{
    var teacher :Teacher1?               //声明可选型变量

    teacher  = Teacher1(name:"陈峰")

    let student = Student1(name: "徐哥",tcher: teacher!)

    //进行相互引用
    teacher!.student = student
    student.teacher = teacher!

    teacher!.classing()
    student.listening()

    teacher = nil
    print("老师对象释放后")

    teacher?.classing()
   // student.listening() //error 因为在前面的teacher设为nil时,隐式的将student对象给释放了，因此这里再访问就会crash
}
/** * 所以使用无宿主引用时，就需要特别小心，小心别人释放时，顺带释放了强引用对象，所以要想别人释放时不影响到原实例，可以使用弱引用这样就算nil，也不会影响。 */
testNotOwner()


/** * 上面介绍了，当某个类中的实例对象如果在整个生命周期中，有某个时间可能会被设为nil的实例，使用弱引用，如果整个生命周期中某一实例，一旦构造，过程中不可能再设为nil的实例变量，通常使用无宿主引用。但时有些时侯，在两个类中的相互引用属性都一直有值，并且都不可以被设置为nil。这种情况下，通常设置一个类的实例为无宿主属性，而另一个类中的实例变量设为的隐式装箱可选属性(即!号属性) 如下面的例子，每位父亲都有孩子(没孩子能叫父亲么？)，每个孩子都有一个亲生父亲 */

//class Children
//{
// unowned let father : Father //声明为无宿主类型
// let name : String
// init(name:String,fat : Father)
// {
// self.name = name
// self.father = fat
// }
// 
// deinit
// {
// print("children deinited.")
// }
//}
//class Father
//{
// let children : Children! //声明为隐式可选类型
// let fathername : String
// init(name:String,childName:String)
// {
// self.fathername = name
// self.children = Children(name: childName,fat:self) //初始化时产生相互引用
// }
// 
// deinit
// {
// print("father deinited.")
// }
//}
//
//
//var fa = Father(name: "王五",childName: "王八")
//print("(fa.fathername) 有个小孩叫 (fa.children.name)")
//



//另外，还有一种情况，当自身的闭包对自身(self) 的强引用，也会导致内存泄漏。
class CpuFactory
{
    let cpuName : String
    let cpuRate : Double
    init(cpuName:String,rate:Double)
    {
        self.cpuName = cpuName
        self.cpuRate = rate
    }

    //声明一个闭包
    lazy var someClosure: (Int,String) -> String = {
        //下面这句不可以注释编译器会报Tuple types '(Int,String)'and'()'hava a different number of elements (2 vs. 0)
        [unowned self] (index: Int,stringToProcess: String) -> String in
        // closure body goes here

        return "A (self.cpuName)"  //闭包中引用self
    }

    //声明一个闭包，同样闭包中引用self
    lazy var machining: () -> String = {
        [unowned self] in      //这句可以注释(按照书上说，使用这句可以解释闭包的强引用，但个人实践，不管加不加这句，都不会释放，即这样写有内存泄漏)
        // closure body goes here

        if self.cpuRate > 10
        {
            return "(self.cpuName) i7 2.5G"
        }
        else
        {
            return "(self.cpuName) i3 2.0G"
        }
    }

    //声明一个闭包，但闭包中将自身作为参数传进去(可以避去内存泄漏)
    lazy var machining2 : (CpuFactory) -> String = {

        [unowned self] (cpu:CpuFactory) -> String in

        if cpu.cpuRate > 10
        {
            return "(cpu.cpuName) i7 2.5G"
        }
        else
        {
            return "(cpu.cpuName) i3 2.0G"
        }
    }

    deinit
    {
        print("Cpu Factroy is deinited.")
    }
}
//在这个例子中有三个闭包，分别是带参，和不带参，对于带参的 不能省略[unowned self] (paramers) in操作。否则会编译不过，另外，书中没有提到的，只有声明为@lazy的闭包中才可以使用[unowned self] 否则在普通闭包中使用也会报错。还有一点书中讲到当自身闭包中使用self.时会产生强引用，导至内存泄漏，因此加上[unowned self ] in 这句可以破坏这种强引用，从而使内存得到释放，但经本人亲自验证，就算加上了也没有释放。

func testClosure1()
{
    var cpu : CpuFactory? = CpuFactory(cpuName: "Core",rate: 5)
    // println(cpu!.machining())
    print(cpu!.machining2(cpu!))
    // println(cpu!.someClosure(3,"hello"))

    cpu = nil
}
testClosure1()
//显然cpu = nil也不会释放内存。


func testClosure2()
{
    var cpu : CpuFactory? = CpuFactory(cpuName: "Core",rate: 5)
    print(cpu!.machining())
    cpu = nil
}

testClosure2()
//可见使用自身作为参数传参时，可以释放内存。

func testClosure3()
{
    var cpu : CpuFactory? = CpuFactory(cpuName: "Core",rate: 5)
    print(cpu!.someClosure(3,"hello"))
    cpu = nil
}
testClosure3()
//实第三和第一种是一样的，都是引用了self.但第一种可以把［unowned self ］in 句注释和不注释的情况下进行测试，可以发现结果是一样的，并没有释放内存。
///