Swift 中使用自動(dòng)引用計(jì)數(shù)(ARC)機(jī)制來(lái)追蹤和管理內(nèi)存。
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強(qiáng)引用
class YYTeacher {
var age : Int = 18
var name : String = "YY"
}
var t = YYTeacher()
var t1 = t
var t2 = t
通過(guò) lldb 端可知上述代碼執(zhí)行完成后， t 的內(nèi)存情況如下：
那么為什么其 refCounts 為 0x0000000600000003 呢？
在前面分析swift的類結(jié)構(gòu)時(shí)，通過(guò)SIL查看源碼：
refCounts 是 InlineRefCounts 類型的。
而 InlineRefCounts 又是 RefCounts 這個(gè)模板類的別名，這個(gè)模板類又取決于其傳入的參數(shù)類型 InlineRefCountBits 。
InlineRefCountBits 又是 RefCountBitsT 這個(gè)模板類的別名。
RefCountBitsT 這個(gè)類中有一個(gè)屬性 BitsType 類型的 bits ，通過(guò)查看定義可知：
BitsType 其實(shí)是 RefCountBitsInt 這個(gè)結(jié)構(gòu)體中 Type 屬性的別名，所以 bits 其實(shí)就是 uint64_t 類型。
分析了 RefCountBitsT 這個(gè)類中的屬性bits，再來(lái)分析一下 swift 中的創(chuàng)建對(duì)象的底層方法 _swift_allocObject_：
查看 Initialized 的定義可知是一個(gè)枚舉：
refCounts 對(duì)應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)：
可知在這里真正做事的是 RefCountBits ：
點(diǎn)進(jìn)去可知 RefCountBits 也是一個(gè)模板定義，所以真正的初始化操作應(yīng)該是在 RefCountBitsT 這個(gè)類中的構(gòu)造方法：
根據(jù) offset 進(jìn)行的一個(gè)位移 操作。
分析 RefCountBitsT 的結(jié)構(gòu)，如下圖：
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isImmortal(0) -
UnownedRefCount(1-31)：無(wú)主引用計(jì)數(shù) -
isDeinitingMask(32)：是否釋放的標(biāo)記 -
StrongExtraRefCount(33-62)：強(qiáng)引用計(jì)數(shù) -
UseSlowRC(63)
這里重點(diǎn)關(guān)注 UnownedRefCount 和 StrongExtraRefCount ，將剛剛例子中的 t 的引用計(jì)數(shù)0x0000000600000003 對(duì)比：
可知例子中代碼執(zhí)行完后，t 的強(qiáng)引用計(jì)數(shù)變成了3.
通過(guò)分析例子中的SIL文件：
通過(guò)查看SIL文檔
可知 copy_addr 內(nèi)部又調(diào)用了 一次strong_retain，而 strong_retain 其實(shí)就是 swift_retain
從上圖可知最終調(diào)用的就是 __swift_retain_ 這個(gè)方法，再往下走：
綜合上述可知：
__swift_retain_ 其實(shí)就是強(qiáng)引用計(jì)數(shù)增加了1。
注意：如果使用 CFGetRetainCount(t) 來(lái)獲取 t 的強(qiáng)引用計(jì)數(shù)， t 的強(qiáng)引用計(jì)數(shù)會(huì)在原來(lái)的基礎(chǔ)上 +1。
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弱引用
使用關(guān)鍵字weak聲明弱引用的變量，
weak var t = YYTeacher()
從上圖可知弱引用聲明的變量是一個(gè)可選值，因?yàn)樵诔绦蜻\(yùn)行過(guò)程中是允許將當(dāng)前變量設(shè)置為 nil的。如下面的例子：
class YYTeacher {
var age : Int = 18
var name : String = "YY"
deinit {
print("YYTeacher deinit")
}
}
var t = YYTeacher()
t = nil
上面的代碼在t = nil處會(huì)報(bào)錯(cuò)，可是如果將變量 t 聲明成可選類型，再將 t = nil 則不會(huì)報(bào)錯(cuò)，所以意味著 weak聲明的變量必須是一個(gè)可選類型，才能被允許被設(shè)置為 nil。
通過(guò)源碼分析 weak 關(guān)鍵字在底層到底做了什么？
class YYTeacher {
var age : Int = 18
var name : String = "YY"
}
var t = YYTeacher()
weak var t1 = t
匯編模式下可知調(diào)用了 swift_weakInit 這個(gè)方法
通過(guò) SIL 中查看源碼看一下 swift_weakInit() 這個(gè)方法究竟做了什么？
到這里，就引出了 HeapObjectSideTableEntry 這個(gè)類
SideTableRefCountBits決定了SideTableRefCounts的真實(shí)類型，繼承自 RefCountBitsT ，多了一個(gè) uint32_t 的屬性 weakBits
class alignas(sizeof(void*) * 2) SideTableRefCountBits : public RefCountBitsT<RefCountNotInline>
{
uint32_t weakBits;
// ...
}
綜上可知：HeapObjectSideTableEntry 其實(shí)就是原來(lái)的 uint64_t 再加上一個(gè)存儲(chǔ)弱引用計(jì)數(shù)的 uint32_t。
了解 HeapObjectSideTableEntry 后，接著看 allocateSideTable() 方法中的實(shí)現(xiàn)，在新建了一個(gè) SideTable對(duì)象后，將其作為參數(shù)傳入調(diào)用了 InlineRefCountBits() 這個(gè)構(gòu)造方法：
HeapObjectSideTableEntry* RefCounts<InlineRefCountBits>::allocateSideTable(bool failIfDeiniting)
{
auto oldbits = refCounts.load(SWIFT_MEMORY_ORDER_CONSUME);
// ...
// FIXME: custom side table allocator
HeapObjectSideTableEntry *side = new HeapObjectSideTableEntry(getHeapObject());
auto newbits = InlineRefCountBits(side);
// ...
前面學(xué)習(xí)了 HeapObject 里的 RefCounts 實(shí)際上是InlineRefCountBits 的一個(gè)模板參數(shù)，在這里構(gòu)造完 Side Table 后，對(duì)象中 InlineRefCountBits 就不再是原來(lái)的引用計(jì)數(shù)了，而是一個(gè)指向 Side Table 的指針，因?yàn)樗鼈兌际?uint64_t，所以需要不同的構(gòu)造函數(shù)來(lái)區(qū)分，這里 InlineRefCountBits 的構(gòu)造函數(shù)如下：
RefCountBitsT(HeapObjectSideTableEntry* side)
: bits((reinterpret_cast<BitsType>(side) >> Offsets::SideTableUnusedLowBits)
| (BitsType(1) << Offsets::UseSlowRCShift)
| (BitsType(1) << Offsets::SideTableMarkShift))
{
assert(refcountIsInline);
}
其實(shí)就是把 Side Table 的地址做了一個(gè)偏移 存放到內(nèi)存中（即把創(chuàng)建的 side 的地址存放到 uint64_t 這個(gè)變量中），將指針地址沒(méi)用的位置替換成標(biāo)識(shí)位。
擴(kuò)展：如果此時(shí)再增加引用計(jì)數(shù)會(huì)怎樣呢？
通過(guò)前面可知：這里在給 t2 賦值的時(shí)候，內(nèi)部會(huì)調(diào)用
strong_retain --> swift_retain --> __swift_retain
void incrementStrong(uint32_t inc) {
refCounts.increment(inc);
}
通過(guò)查看源碼可知此時(shí)的 refCounts 其實(shí)就是 SideTableRefCounts ，所以這個(gè)時(shí)候其實(shí)操作的就是SideTable。
總結(jié)：上面講了兩種 RefCounts，
InlineRefCounts：用在HeapObjet中，其實(shí)就是一個(gè)uint64_t，沒(méi)有弱引用時(shí)存的是引用計(jì)數(shù)（strongRefCounts + unownedRefCounts），有弱引用時(shí)存的是Side Table的指針地址HeapObjectSideTableEntry：內(nèi)部有一個(gè)實(shí)質(zhì)為SideTableRefCountBits類型的屬性refCounts，該類型中多了一個(gè)屬性uint32_t weakBits，繼承自RefCountBitsT，即原來(lái)的uint64_t加上一個(gè)存儲(chǔ)弱引用計(jì)數(shù)的uint32_t。
Side Table的指針地址中存儲(chǔ)的是：object+?+引用計(jì)數(shù)（strongRefCounts + unownedRefCounts）+弱引用計(jì)數(shù)（weakRefCounts)-
循環(huán)引用
var age = 10
let closure = {
age += 1
}
closure()
上面例子中，執(zhí)行完閉包后，age的值為11，說(shuō)明閉包內(nèi)部對(duì)變量的修改將會(huì)改變外部原始變量的值，原因是閉包能默認(rèn)捕獲外部變量，和OC中的Block是一樣的。
接下來(lái)通過(guò)deinit來(lái)觀察實(shí)例對(duì)象是否將被釋放：
deinit：在swift中叫做反初始化器，實(shí)例變量將要被回收時(shí)調(diào)用deinit，觀察實(shí)例對(duì)象是否被銷毀。
class YYTeacher {
var age = 12
deinit {
print("YYTeacher deinit")
}
}
func test() {
let t = YYTeacher()
let closure = {
t.age += 10
}
closure()
print(t.age)
}
test()
在上面例子中，當(dāng)執(zhí)行完函數(shù)test后，實(shí)例對(duì)象t調(diào)用了deinit即將被銷毀，說(shuō)明閉包內(nèi)部調(diào)用外部變量不會(huì)對(duì)其做強(qiáng)引用操作。
那么怎樣才會(huì)造成循環(huán)引用呢？
class YYTeacher {
var age = 12
var completionBack : (()->())?
deinit {
print("YYTeacher deinit")
}
}
func test() {
let t = YYTeacher()
t.completionBack = {
t.age += 10
}
t.completionBack!()
}
test()
執(zhí)行完上面的代碼會(huì)發(fā)現(xiàn)，并沒(méi)有調(diào)用deinit，說(shuō)明這里有循環(huán)引用，導(dǎo)致實(shí)例對(duì)象不能被銷毀。
在Swift中，通過(guò)弱引用(weak)和無(wú)主引用(unowned)來(lái)解決循環(huán)引用。
weak：可選類型，實(shí)例的生命周期內(nèi)可為nil，實(shí)例銷毀后實(shí)例對(duì)象被置為nil；
unowned：非可選類型，使用前提要確保實(shí)例對(duì)象初始化后永不能為nil，實(shí)例銷毀后仍存儲(chǔ)著實(shí)例對(duì)象的內(nèi)存地址，若再訪問(wèn)則會(huì)造成野指針錯(cuò)誤。
這里解決循環(huán)引用：
t.completionBack = {[unowned t] in
t.age += 10
}
// 或者
t.completionBack = {[weak t] in
t?.age += 10
}
/** 這里weak t是可選類型，可能為nil，OC中是允許給nil對(duì)象發(fā)送消息的，而在Swift中是不允許給nil對(duì)象發(fā)送消息的，所以要加上？，如果為nil則不會(huì)執(zhí)行后面的.age+=1*/
上面的語(yǔ)法在Swift也叫做捕獲列表，定義在參數(shù)列表之前，用[ ]括起來(lái)，若有多個(gè)，中間用,連接，即使省略參數(shù)名稱、參數(shù)類型和返回類型也必須加上關(guān)鍵字in。
var i = 0
var arrClosure : [()->()] = []
for _ in 1...3 {
arrClosure.append {//[i] in
print(i)
}
i += 1
}
arrClosure[0]() //3
arrClosure[1]() //3
arrClosure[2]() //3
上面例子中，三個(gè)閉包捕獲的都是最后一次i的值，如果想要打印出來(lái)的值為1、2、3，三個(gè)閉包捕獲的就應(yīng)該是每次i的值的副本(copy)，即捕獲列表，閉包表達(dá)改為：
arrClosure.append {[i] in
print(i)
}
總結(jié)：捕獲列表中捕獲的是變量的一個(gè)副本，本地表格；對(duì)于捕獲列表中的每個(gè)常量，閉包會(huì)利用周圍范圍內(nèi)具有相同名稱的常量或變量，來(lái)初始化捕獲列表中定義的常量。
