Swift 中的内存管理机制是什么？如何避免循环引用？

Swift 中的内存管理机制是什么？什么是 ARC（自动引用计数）？如何避免循环引用？

Swift 使用自动引用计数（ARC）来自动管理应用程序的内存。ARC 会跟踪和管理应用程序使用的内存，并在实例不再需要时自动释放内存。

ARC 的工作原理：

• 每次创建类实例的新引用时，ARC 会增加该实例的引用计数
• 当引用被移除时，ARC 会减少引用计数
• 当引用计数降为零时，ARC 会释放该实例的内存
• ARC 只适用于类类型的实例，结构体和枚举是值类型，不参与引用计数

强引用循环：

• 两个或多个类实例相互持有强引用，导致引用计数永远不会降为零
• 常见场景：类之间的相互引用、闭包捕获类实例
• 示例：

  swift
  class Person {
      var apartment: Apartment?
  }
  
  class Apartment {
      var tenant: Person?
  }
  
  let person = Person()
  let apartment = Apartment()
  person.apartment = apartment
  apartment.tenant = person

解决循环引用的方法：

1. 弱引用：

   • 使用 weak 关键字声明
   • 不会增加引用计数
   • 引用的对象被释放后，弱引用会自动变为 nil
   • 必须声明为可选类型
   • 适用于引用可能为 nil 的情况
   • 示例：

     swift
     class Apartment {
         weak var tenant: Person?
     }

2. 无主引用：

   • 使用 unowned 关键字声明
   • 不会增加引用计数
   • 引用对象被释放后，无主引用不会自动变为 nil
   • 不能声明为可选类型
   • 适用于引用对象生命周期更长的情况
   • 示例：

     swift
     class Customer {
         let creditCard: CreditCard
         init(creditCard: CreditCard) {
             self.creditCard = creditCard
         }
     }
     
     class CreditCard {
         unowned let customer: Customer
     }

3. 闭包中的循环引用：

   • 使用捕获列表 [weak self] 或 [unowned self]
   • 示例：

     swift
     class HTMLElement {
         let name: String
         lazy var asHTML: () -> String = { [weak self] in
             guard let self = self else { return "" }
             return "<\(self.name)>"
         }
     }

最佳实践：

1. 在类属性中使用 weak 或 unowned 避免强引用循环
2. 在闭包中使用捕获列表处理循环引用
3. 使用 weak 当引用可能为 nil 时
4. 使用 unowned 当引用对象生命周期更长时
5. 使用 Instruments 工具检测内存泄漏