26.3. 类实例之间的循环强引用

在上面的例子中,ARC 会跟踪你所新创建的 Person 实例的引用数量,并且会在 Person 实例不再被需要时销毁它。

然而,我们可能会写出一个类实例的强引用数永远不能变成 0 的代码。如果两个类实例互相持有对方的强引用,因而每个实例都让对方一直存在,就是这种情况。这就是所谓的循环强引用

你可以通过定义类之间的关系为弱引用或无主引用,来替代强引用,从而解决循环强引用的问题。具体的过程在 解决实例之间的循环强引用 中有描述。不管怎样,在你学习怎样解决循环强引用之前,很有必要了解一下它是怎样产生的。

下面展示了一个不经意产生循环强引用的例子。例子定义了两个类:PersonApartment,用来建模公寓和它其中的居民:

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") }
}

每一个 Person 实例有一个类型为 String,名字为 name 的属性,并有一个可选的初始化为 nilapartment 属性。apartment 属性是可选的,因为一个人并不总是拥有公寓。

类似的,每个 Apartment 实例有一个叫 unit,类型为 String 的属性,并有一个可选的初始化为 niltenant 属性。tenant 属性是可选的,因为一栋公寓并不总是有居民。

这两个类都定义了析构器,在类实例被析构的时候输出信息。这让你能够知晓 PersonApartment 的实例是否像预期的那样被销毁。

接下来的代码片段定义了两个可选类型的变量 johnunit4A,并分别被设为下面的 ApartmentPerson 的实例。这两个变量都被初始化为 nil,这正是可选类型的优点:

var john: Person?
var unit4A: Apartment?

现在你可以创建特定的 PersonApartment 实例并将赋值给 johnunit4A 变量:

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

在两个实例被创建和赋值后,下图表现了强引用的关系。变量 john 现在有一个指向 Person 实例的强引用,而变量 unit4A 有一个指向 Apartment 实例的强引用:

现在你能够将这两个实例关联在一起,这样人就能有公寓住了,而公寓也有了房客。注意感叹号是用来解包和访问可选变量 johnunit4A 中的实例,这样实例的属性才能被赋值:

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

不幸的是,这两个实例关联后会产生一个循环强引用。Person 实例现在有了一个指向 Apartment 实例的强引用,而 Apartment 实例也有了一个指向 Person 实例的强引用。因此,当你断开 johnunit4A 变量所持有的强引用时,引用计数并不会降为 0,实例也不会被 ARC 销毁:

john = nil
unit4A = nil

注意,当你把这两个变量设为 nil 时,没有任何一个析构器被调用。循环强引用会一直阻止 PersonApartment 类实例的销毁,这就在你的应用程序中造成了内存泄漏。

在你将 johnunit4A 赋值为 nil 后,强引用关系如下图:

PersonApartment 实例之间的强引用关系保留了下来并且不会被断开。