Swift 闭包中保留内存的生命周期答案

【问题标题】：Lifetime of retained memory in Swift closuresSwift 闭包中保留内存的生命周期
【发布时间】：2014-08-11 09:19:09
【问题描述】：

在 WWDC 2014 的高级 Swift 演讲中，演讲者给出了这个使用泛型的函数记忆器的例子：

func memoize<T: Hashable, U>( body: (T)->U ) -> (T)->U {
    var memo = Dictionary<T, U>()
    return { x in
        if let q = memo[x] { return q }
        let r = body(x)
        memo[x] = r
        return r
    }
}

我无法理解 memo var 的生命周期。记忆化的fibonacci 函数的每次调用是否都持有对它的强引用？如果是这样，当你完成它时，你会如何释放它？

【问题讨论】：

标签： generics swift memoization

【解决方案1】：

在 C/Objective-C 块术语中，memo 是一个 __block 变量（在 Swift 中，您不需要显式编写 __block 来通过引用捕获变量）。该变量可以在一个块（闭包）中分配，并且所有看到该变量的范围都将看到来自任何其他变量的更改（它们共享对该变量的引用）。只要使用它的某个块（闭包）（在这种情况下只有一个块使用它）仍然存在，该变量将是有效的。在使用它的最后一个块被释放后，变量超出范围。它的工作原理是一个实现细节。

如果此变量具有对象指针类型，则指向的对象将被捕获它的任何块保留。但是，在这种情况下，变量是Dictionary，一个结构类型，它是一个值类型。因此，无需担心内存管理。变量就是结构体，结构体的寿命与变量一样长。（结构体本身可能会在其他地方分配内存，并在其析构函数中释放它，但这完全由结构体内部处理，外部不应该知道或关心它。）

通常不需要担心__block 变量在内部是如何工作的。但基本上，变量被包装在一种简化的“对象”中，实际的“变量”是这个“对象”的一个字段，它是通过引用计数进行内存管理的。捕获它们的块持有对这个伪对象事物的“强引用”——当在堆上创建一个块时（从技术上讲，当它们从堆栈块复制到堆时）使用这个 __block 变量，它增加了参考计数；当使用它的块被释放时，它会减少引用计数。当引用计数变为 0 时，这个伪“对象”被释放，首先为其变量类型调用适当的析构函数。

为了回答您的问题，“记忆斐波那契函数”是一个块（闭包）。正是它对拥有memo 变量的任何东西都有很强的引用。 “调用”没有强引用或弱引用；调用函数时，它使用函数本身具有的引用。在这种情况下，memo 变量的生命周期就是“记忆斐波那契函数”的生命周期，因为它是唯一捕获此变量的闭包。

【讨论】：

【解决方案2】：

memoize() 的每次调用都将创建自己的 memo 变量，独立于其他调用。只要引用它的闭包存在，它就会存在；当闭包被释放时，它捕获的变量（在本例中为memo）也被释放。

您可以将其视为返回如下伪代码中的结构：

struct Closure<T,U>
{
    var memo: Dictionary<T, U>
    func call(t: T): U
    {
        ....
    }
}

func memoize<T: Hashable, U>( body: (T)->U ) -> Closure<T,U>
{
    return Closure(memo: Dictionary<T, U>())
}

【讨论】：

和那个代码不一样，因为多个闭包可以捕获这个变量，并且这个变量将在所有闭包之间共享状态。另外，闭包和闭包外的代码也共享变量状态（即memoize函数中的代码也可以直接读写memo）。
@newacct 代码是为了说明这种特殊情况，而不是一般的闭包。

【解决方案3】：

内部块（返回值）将保留备忘录，这意味着只要保留返回的块，备忘录就会持续存在。

每次调用 memoize 函数时都会创建一个新的 memo 实例。调用返回的块不会创建新的备忘录实例。

当返回的块超出范围时，内存将全部释放。

【讨论】：