ARC:"Automatic Reference Counting"，自動(dòng)引用計(jì)數(shù)。Swift語言延續(xù)了OC的做法，也是利用ARC機(jī)制進(jìn)行內(nèi)存管理，和OC的ARC一樣，當(dāng)一些類的實(shí)例不在需要的時(shí)候，ARC會(huì)釋放它們的內(nèi)存。但是，在少數(shù)情況下，ARC需要知道你的代碼之間的關(guān)系才能更好的為你管理內(nèi)存，和OC一樣，Swift中的ARC也存在循環(huán)引用導(dǎo)致內(nèi)存泄露的情況。
一、ARC的工作機(jī)制
每當(dāng)我們創(chuàng)建一個(gè)類的新的實(shí)例的時(shí)候，ARC會(huì)從堆中分配一塊內(nèi)存用來存儲(chǔ)有關(guān)該實(shí)例的信息。這塊內(nèi)存將持有這個(gè)實(shí)例的類型信息以及和它關(guān)聯(lián)的屬性的值。另外，當(dāng)這個(gè)實(shí)例不再被需要的時(shí)候，ARC將回收這個(gè)實(shí)例所占有的內(nèi)存并且將這部分內(nèi)存給其他需要的實(shí)例用。這樣就能保證不再被需要的實(shí)例不占用多余的內(nèi)存。
但是，如果ARC釋放了正在使用的實(shí)例，那么該實(shí)例的屬性將不能被訪問，方法將不能被調(diào)用，如果你訪問它的屬性或者調(diào)用它的方法時(shí)，應(yīng)用會(huì)崩潰，因?yàn)槟阍L問了一個(gè)野指針。
為了解決上述問題，ARC會(huì)跟蹤每個(gè)類的實(shí)例正在被多少個(gè)屬性、常量或者變量引用，每當(dāng)你將類實(shí)例賦值給屬性，常量或者變量的時(shí)候它就會(huì)被"強(qiáng)"引用一次，當(dāng)它的引用計(jì)數(shù)為0時(shí)，表明它不再被需要，ARC就會(huì)銷毀它。
下面舉個(gè)例子介紹ARC是如何工作的

class Person {
    let name: String
    init(name: String) {
        self.name = name
        print("\(name) is being initialized")
    }
    deinit {
        print("\(name) is being deinitialized")
    }
}

上述代碼創(chuàng)建了一個(gè)名為Person的類，該類聲明了一個(gè)非可選的類型的name常量，一個(gè)給name賦值的初始化方法，并且打印了一句話，用來標(biāo)注初始化成功，同時(shí)聲明了一個(gè)析構(gòu)函數(shù)，打印了一句標(biāo)志此實(shí)例被銷毀的信息。

var reference1: Person?
var reference2: Person?
var reference3: Person?

上述代碼聲明了三個(gè)Person?類型的變量，這三個(gè)變量為可選類型，所以被自動(dòng)初始化為nil，此時(shí)三個(gè)實(shí)例都沒有指向任何一個(gè)Person類的實(shí)例。

reference1 = Person(name: "John Appleseed")
// Prints "John Appleseed is being initialized"

現(xiàn)在創(chuàng)建一個(gè)Person類的實(shí)例，并且賦值給reference1，此時(shí)控制臺(tái)會(huì)打印"John Appleseed is being initialized"。

reference2 = reference1
reference3 = reference1

然后將該實(shí)例賦值給reference2和reference3。現(xiàn)在該實(shí)例被三個(gè)"強(qiáng)"類型的指針引用。

reference1 = nil
reference2 = nil

如上所示，當(dāng)我們將其中兩個(gè)引用賦值給nil的時(shí)候，這兩個(gè)"強(qiáng)"引用被打破，但是這個(gè)Person的實(shí)例并沒有被釋放（釋放信息未打印），因?yàn)檫€存在一個(gè)對(duì)這個(gè)實(shí)例的強(qiáng)引用。

reference3 = nil
// Prints "John Appleseed is being deinitialized"

當(dāng)我們將第三個(gè)"強(qiáng)"引用打破的時(shí)候（賦值為nil），可以看到控制臺(tái)打印的"John Appleseed is being deinitialized"析構(gòu)信息。
二、兩個(gè)類實(shí)例之間的循環(huán)引用
上述的例子中，ARC可以很好的獲取一個(gè)實(shí)例的引用計(jì)數(shù)，并且當(dāng)它的引用計(jì)數(shù)為0的時(shí)候釋放它。但是在實(shí)際的開發(fā)過程中，會(huì)存在一些特殊情況，使ARC沒辦法得到引用計(jì)數(shù)為0這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，就會(huì)造成這個(gè)實(shí)例的內(nèi)存一直不被釋放，兩個(gè)類的實(shí)例相互"強(qiáng)"引用就會(huì)造成這種情況，就是"循環(huán)引用"。
蘋果官方提供了兩種方法來解決兩個(gè)實(shí)例之間的循環(huán)引用，unowned引用和weak引用。

class Person {
    let name: String
    init(name: String) { self.name = name }
    var apartment: Apartment?
    deinit { print("\(name) is being deinitialized") }
}
 
class Apartment {
    let unit: String
    init(unit: String) { self.unit = unit }
    var tenant: Person?
    deinit { print("Apartment \(unit) is being deinitialized") }
}

這個(gè)例子，定義了一個(gè)Person類和一個(gè)Apartment類。每一個(gè)Person的實(shí)例都有一個(gè)name的屬性和一個(gè)apartment的可選屬性，初始化為nil，因?yàn)椴⒉皇敲恳粋€(gè)人都擁有一個(gè)公寓，所以是可選屬性。同樣的，每一個(gè)Apartment實(shí)例都有一個(gè)unit屬性和一個(gè)tenant的可選屬性，初始化為nil，同理，不是每一個(gè)公寓都有人租。同時(shí)，兩個(gè)類都定義了deinit方法，并且打印一段信息，用來讓我們清楚這個(gè)實(shí)例何時(shí)被銷毀。

var john: Person?
var unit4A: Apartment?

分別定義一個(gè)Person類型和Apartment的變量，定義為optional（可選類型），初始化為nil。

john = Person(name: "John Appleseed")
unit4A = Apartment(unit: "4A")

然后分別創(chuàng)建一個(gè)Person類的實(shí)例和Apartment類的實(shí)例，并且分別賦值給上面的定義的變量。

john!.apartment = unit4A
unit4A!.tenant = john

因?yàn)榭梢源_定兩個(gè)變量都被賦值為相應(yīng)類型的實(shí)例，所以此處用!對(duì)可選屬性強(qiáng)解包。
此時(shí)，兩個(gè)變量和實(shí)例以及兩個(gè)實(shí)例之間的"強(qiáng)"引用關(guān)系如下圖。

從圖中可以看到兩個(gè)實(shí)例互相"強(qiáng)"引用，也就是說這兩個(gè)實(shí)例的引用計(jì)數(shù)永遠(yuǎn)不會(huì)為0，ARC也不會(huì)釋放這兩個(gè)實(shí)例的內(nèi)存。

john = nil
unit4A = nil

當(dāng)我們將兩個(gè)變量設(shè)置為nil，切斷他們與實(shí)例之間的"強(qiáng)"引用關(guān)系，此時(shí)兩個(gè)實(shí)例之間的"強(qiáng)"引用關(guān)系為：

class Person {
    let name: String
    init(name: String) { self.name = name }
    var apartment: Apartment?
    deinit { print("\(name) is being deinitialized") }
}
 
class Apartment {
    let unit: String
    init(unit: String) { self.unit = unit }
    weak var tenant: Person?
    deinit { print("Apartment \(unit) is being deinitialized") }
}

現(xiàn)在，我們將Apartment類中的tenant變量聲明為weak引用（在var關(guān)鍵字前加weak關(guān)鍵字），表明某公寓的承租人并不一定一直都是同一個(gè)人。

var john: Person?
var unit4A: Apartment?
 
john = Person(name: "John Appleseed")
unit4A = Apartment(unit: "4A")
 
john!.apartment = unit4A
unit4A!.tenant = john

然后和上文一樣，將兩個(gè)變量和實(shí)例關(guān)聯(lián)。此時(shí)，它們之間的引用關(guān)系如下圖。

john = nil
// Prints "John Appleseed is being deinitialized"

unit4A = nil
// Prints "Apartment 4A is being deinitialized"

class Customer {
    let name: String
    var card: CreditCard?
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
    deinit { print("\(name) is being deinitialized") }
}
 
class CreditCard {
    let number: UInt64
    unowned let customer: Customer
    init(number: UInt64, customer: Customer) {
        self.number = number
        self.customer = customer
    }
    deinit { print("Card #\(number) is being deinitialized") }
}

上面這個(gè)例子定義了兩個(gè)類：Customer和CreditCard，每個(gè)顧客都可能會(huì)有一張信用卡（可選類型），每個(gè)信用卡都一定會(huì)有一個(gè)持有他們的顧客（非可選類型，卡片為顧客定制）。因此，Customer類有一個(gè)CreditCard?類型的屬性，CreditCard類也有一個(gè)Customer類型的屬性，并且被聲明為unowned，以此來打破循環(huán)引用。每張信用卡初始化的時(shí)候都需要一名持有它的顧客，因?yàn)樾庞每ū旧砭褪菫轭櫩投ㄖ频摹?/p>

var john: Customer?

然后聲明一個(gè)Customer?類型的變量john，初始化為nil。接著創(chuàng)建一個(gè)Customer的實(shí)例，并且將它賦值給john（讓john引用它、指向它都是一個(gè)意思）。

john = Customer(name: "John Appleseed")
john!.card = CreditCard(number: 1234_5678_9012_3456, customer: john!)

（第一句代碼賦值之后，我們知道john肯定不是nil，所以用!解包不會(huì)有問題）
然后，兩個(gè)實(shí)例之間的引用關(guān)系為：

john = nil
// Prints "John Appleseed is being deinitialized"
// Prints "Card #1234567890123456 is being deinitialized"

class HTMLElement {
    
    let name: String
    let text: String?
    
    lazy var asHTML: () -> String = {
        if let text = self.text {
            return "<\(self.name)>\(text)</\(self.name)>"
        } else {
            return "<\(self.name) />"
        }
    }
    
    init(name: String, text: String? = nil) {
        self.name = name
        self.text = text
    }
    
    deinit {
        print("\(name) is being deinitialized")
    }
    
}

上述例子中，閉包被賦值給asHTML變量，所以閉包被HTMLElement實(shí)例"強(qiáng)"引用，而閉包又捕獲（關(guān)于閉包捕獲變量，參考官方文檔Capturing Values）了HTMLElement的實(shí)例中的text和name屬性，因此它又"強(qiáng)"引用HTMLElement實(shí)例，這樣就造成了循環(huán)引用，因?yàn)?code>text屬性可能為空，所以定義為可選屬性。

var paragraph: HTMLElement? = HTMLElement(name: "p", text: "hello, world")
print(paragraph!.asHTML())
// Prints "<p>hello, world</p>"

我們創(chuàng)建一個(gè)HTMLElement實(shí)例，并將它賦值給paragraph變量，然后訪問它的asHTML屬性。此時(shí)的內(nèi)存示例為下圖，可以看到HTMLElement實(shí)例和閉包之間的循環(huán)引用。

lazy var asHTML: () -> String = {
        [unowned self] in
        if let text = self.text {
            return "<\(self.name)>\(text)</\(self.name)>"
        } else {
            return "<\(self.name) />"
        }
    }

[unowned self] in，這段代碼，代表閉包中的self指針都被unowned修飾。這樣就可以使閉包對(duì)實(shí)例的"強(qiáng)"引用變成unowned引用，從而打破循環(huán)引用。
當(dāng)HTML的element為標(biāo)題的時(shí)候，此時(shí)如果text屬性為空，我們想返回一個(gè)默認(rèn)的text作為標(biāo)題，而不是只有<h/>這種標(biāo)簽。

let heading = HTMLElement(name: "h1")
let defaultText = "some default text"
heading.asHTML = {
    return "<\(heading.name)>\(heading.text ?? defaultText)</\(heading.name)>"
}
print(heading.asHTML())
// Prints "<h1>some default text</h1>"

這段代碼也會(huì)造成HTMLElement對(duì)其自身的循環(huán)引用。我們?nèi)匀豢梢允褂?code>unowned關(guān)鍵字打破循環(huán)引用：

heading.asHTML = {
    [unowned heading] in
    return "<\(heading.name)>\(heading.text ?? defaultText)</\(heading.name)>"
}
// Prints "<h1>some default text</h1>"
//Prints "h1 is being deinitialized"

unowned會(huì)使閉包中對(duì)heading的"強(qiáng)"都改為unowned引用。
或者，可以使用weak屬性打破循環(huán)引用：

weak var weakHeading = heading
heading.asHTML = {
    return "<\(weakHeading!.name)>\(weakHeading!.text ?? defaultText)</\(weakHeading!.name)>"
}
// Prints "<h1>some default text</h1>"
//Prints "h1 is being deinitialized"

上文（三）中可知，weak修飾的變量為可選類型，而且，我們對(duì)變量進(jìn)行了一次賦值，就可以確保weakHeading指向heading引用的實(shí)例，所以可以放心的使用!對(duì)它解包。
上面這段代碼同樣可以使閉包對(duì)HTMLElement實(shí)例的"強(qiáng)"引用變?yōu)?code>weak引用，從而打破循環(huán)引用。
（ARC會(huì)自動(dòng)回收不被使用的對(duì)象，所以不用手動(dòng)將變量設(shè)置為nil）
本文參考Automatic Reference Counting