[Swift] 강한 순환 참조

1.0 클래스 프로퍼티간의 강한 순환 참조 

ARC 란?

위 글에서 정리한듯 ARC 는 Heap 영역에 instance 의 reference count 가 0 일때 자동으로 메모리를 해제해준다. 

강한 순환 참조 (strong reference cycle) 은 한쌍의 인스턴스의 가 서로를 참조하고 있어서 reference count 가 0 이 되지않기 때문에 deinit 이 안되는 상황을 말한다. 아래 예제 코드 를 살펴보자 

class Phone {
  let type: String
  var owner: Person?
  
  init(type: String){
    self.type = type
  }
  
  deinit {
    print("Phone Deinit")
  }
}

class Person {
  let name: String
  var phone: Phone?
  
  init(name: String){
    self.name = name
  }
  
  deinit {
    print("Person Deinit")
  }
}


var person1: Person? = Person(name: "Kai")
var phone1: Phone? = Phone(type: "iPhone")

person1!.phone = phone1
phone1!.owner = person1

변수 person1 은 Person 을 참조하고 있고, Person 의 프로퍼티인 phone 또한 Phone 의 메모리를 참조하고 있다. 

phone1 또한 같은 맥락으로 phone 과 person 을 참조 하게 된다. 

현재 Person 과 Phone 의 reference count 는 각각 2가 된다. 

여기서 변수 person1 과 phone1 을 nil 로 준다해도 메모리 상에서 person 의 phone 프로퍼티와 phone 의 person 프로퍼티가 서로를 참조하고 있기 때문에 reference count 가 0 이 되지 않고 그대로 메모리에 남아 버리게 된다. 

person1 = nil
phone1 = nil

강한 순환 참조 해결법 

클래스 타입 안의 프로퍼티 에서 강한 순환 참조가 발생할경우 해결할수 있는 방법은 Weak 혹은 Unowned reference 를 사용하는 방법이 있다. 이 두가지의 방법을 사용하면 강한 참조를 하지않고 참조 사이클을 만들수있다. 

 

Weak reference 

인스턴스 의 lifetime 이 비교적 적은곳에 사용할수있다. 

예를들면, 사람은 평생동안 휴대폰이 항상있는것이 아니기때문에 아래처럼 phone 이라는 프로퍼티 phone 에  weak 을 사용한다.

 

class Phone {
  let type: String
  var owner: Person?
  
  init(type: String){
    self.type = type
  }
  
  deinit {
    print("Phone Deinit")
  }
  
}

class Person {
  let name: String
  weak var phone: Phone?
  
  init(name: String){
    self.name = name
  }
  deinit {
    print("Person Deinit")
  }
}

var person1: Person? = Person(name: "Kai")
var phone: Phone? = Phone(type: "iPhone")
person1!.phone = phone
phone!.owner = person1
phone = nil


//Prints
//Phone Deinit

person1 이 참조하는 phone 이 nil 이 되면서 RefereceCount 가 -1 이 된다. 

weak 으로 참조 하고 있었기 때문에 ReferenceCounter 가 0 이 되고 phone 은 메모리에서 deinit 이 된다.

 

Unowned 

Weak reference 와 마찬가지로 Unowned reference 또한 강한 참조를 하지 않는다. Weak 과는 다르게, unowned reference 는 인스턴스의 생명주기가 같거나 비슷하다면 사용한다. (swift 5.0 공식 문서에선 Unowned 에 optional 값을 주지못한다고 되어 있는데 xcode 에서 해보니까 옵셔널로 줘도 됐다. 이부분은 나중에 더 자세하게 알아봐야겠다.) https://docs.swift.org/swift-book/LanguageGuide/AutomaticReferenceCounting.html

Automatic Reference Counting — The Swift Programming Language (Swift 5.7)

 

2.0 클로저로 인한 강한 순환 참조 

강한 순환참조는 클래스 안에 해당 인스턴스를 바디안에 캡처하는 클로저를 프로퍼티로 사용할경우 발생할수 있다.

예제 코드를 살펴보자

class Person {
  
  let name: String
  var description: String?
  
  lazy var introduce: () -> String = {
    return "안녕하세요. 저는 \(self.name) 입니다. "
  }
  
  init(name: String){
    self.name = name
  }
  deinit {
    print("Person Deinit")
  }
}

person 객체 안에 자신을 소개하는 introduce 라는 클로저가 lazy var 로 프로퍼티로 할당되어 있다.

이 클로저는 self.name 을 사용하는데, 이때 바디에서 self 즉, Person 객체 를 캡처 해서 사용하게 된다.

이때 사용 되는 "self" 는 강한참조를 하게 된다. 

 

var person1: Person? = Person(name: "Kai")
//1
print(person1?.introduce())
//2
person1 = nil

person1 의 introduce 클로저가 실행되면 referenceCounter 는 + 1 이 된다. 

이후 person1 을 nil 로 할당하여도 메모리에서 introduce 가 Person 을 참조 하고 있으므로 자동 해제가 안된다. 

 

강한 순환 참조 해결법 

클로저 와 상위 객체사이에서 강한 순환참조가 발생하는 경우 또한 위에서 설명한 weak, unowned reference 를 사용해서 문제를 해결할수 있다.

class Person {
  
  let name: String
  var description: String?
  
  lazy var introduce: () -> String = {
    [weak self] in 
    return "안녕하세요. 저는 \(self?.name) 입니다. "
  }
  
  init(name: String){
    self.name = name
  }
  deinit {
    print("Person Deinit")
  }
}
var person1: Person? = Person(name: "Kai")

print(person1?.introduce())
person1 = nil //Person Deinit"