[iOS] ARC

r1verfuture·2022년 4월 13일

iOS swift

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ARC 란 ?

Automatic Reference Counting
메모리 영역 4가지 (코드 / 데이터 / 힙 / 스택) 중 힙 영역을 관리하는 것 (힙 영역을 관리하는 방법에는 GC와 RC가 있다.)
앱의 메모리 사용을 추적하고 관리하기 위해 사용한다.
클래스 인스턴스가 더 이상 필요하지 않게 되면 메모리를 자동으로 해제해준다.

GC

Garbage Collection
참조 계산 시점 : 앱 실행동안 주기적으로 참조를 추적해서 사용하지 않는 인스턴스를 해제한다.
RC에 비해 인스턴스가 해제될 확률이 높다.
개발자가 참조 해제 시점을 알 수 없다.
앱 실행동안 계속 참조를 추적하는 추가 리소스가 필요하기 때문에 성능 저하가 발생할 수 있다.

RC

Reference Counting
참조 계산 시점 : 컴파일할 때 언제 참조되고 해제되는지 결정해서 런타임 때 그대로 실행된다.
개발자가 참조 해제 시점을 알 수 있다.
앱 실행동안 추가 리소스가 필요하지 않다.
순환 참조가 발생할 때 영구적으로 메모리가 해제되지 않을 수 있다.

MRC (MRR)

Manual Reference Counting
힙에 메모리를 직접 할당 / 해제 해주는 것 (힙에 메모리를 자동으로 할당 / 해제 해주는 ARC와 가장 큰 차이점)
2011년 이전까지 Objective-C가 사용했던 방법이지만, 2011년 이후부터는 Objective-C도 ARC를 사용하기 시작했다. (오래된 코드보면 가끔 'retain', 'release' 같은 함수들을 볼 수 있는데, 이 함수들이 MRC 사용할 때 쓰는 것이다.)

ARC 의 메모리 관리 방법

Reference Count 방식
메모리의 참조 횟수를 계산해서 참조 횟수가 0이 되면 더 이상 사용하지 않는 메모리라고 판단하여 메모리를 해제한다.
어떠한 인스턴스가 현재 참조되고 있는 횟수
모든 인스턴스는 자신의 RC 값을 가지고 있다. (인스턴스가 생성될 때 힙에 같이 저장된다.)
인스턴스의 주소값을 변수에 할당하는 순간 RC값이 1 올라간다.
인스턴스를 참조하고 있던 변수가 메모리에서 해제되는 순간, 해당 인스턴스의 RC값이 1 줄어든다.
인스턴스를 참조하고 있던 변수에 nil이 부여되는 순간, 해당 인스턴스의 RC값이 1 줄어든다.
인스턴스를 참조하고 있던 변수에 다른 값이 대입되는 순간, 해당 인스턴스의 RC값이 1 줄어든다.
프로퍼티의 경우, 속해 있는 클래스 인스턴스가 메모리에서 해제될 때 해당 인스턴스의 RC값이 1 줄어든다.

// MARK: [코드 1] Developer 클래스 생성
class Developer {
	var name: String?
    var language: String?
    
    init(name: String?, language: String?) {
    	self.name = name
        self.language = language
    }
}

// MARK: [코드 2] Developer 클래스의 인스턴스 생성
let r1verfuture = Developer(name: "밀애1", language: "Swift")

[코드 1], [코드 2] 를 실행하면 지역 변수 r1verfuture은 스택에 할당되고, 실제 Developer 인스턴스는 힙에 할당된다.
지역 변수 r1verfuture 에는 힙에 할당된 인스턴스의 주소값이 들어간다. (이런 식으로 새로운 변수에 인스턴스가 대입되면 해당 인스턴스의 RC가 증가한다.)
Developer 인스턴스의 RC값이 1이 된다.

// MARK: [코드 3] 기존의 r1verfuture 변수를 r2verfuture 변수에 대입
let r2verfuture = r1verfuture

[코드 1], [코드 2], [코드 3] 을 실행하면 Developer 인스턴스의 RC값이 2가 된다.
지역 변수 'r2verfuture' 에도 'r1verfuture' 랑 마찬가지로 Developer 인스턴스의 주소값이 들어간다.

// MARK: [코드 4] Developer 복제하는 함수 생성
func copyDeveloper(_ developer: Developer) {
	let cloneDeveloper = developer
}

copyDeveloper(r1verfuture)

[코드 1], [코드 2], [코드 4] 를 실행하면 [코드 2] 의 'r1verfuture' 가 생성되는 순간 Developer 인스턴스의 RC값이 1이 된다.
copyDeveloper 함수가 실행되면 Developer 인스턴스의 RC값이 2가 된다.
copyDeveloper 함수가 종료되어 지역 변수 'cloneDeveloper' 의 메모리가 스택에서 해제되는 순간 Developer 인스턴스의 RC값이 1이 된다. (1 줄어든다.)

// MARK: [코드 5] Developer 인스턴스 메모리 해제되는 과정 예시
var r1verfuture : Developer? = .init(name: "밀애1", language: "Swift")
var r2verfuture = r1verfuture

r2verfuture = nil
r1verfuture = nil

[코드 1], [코드 5] 를 실행하면 [코드 5] 의 첫번째 줄에서 Developer 인스턴스의 RC값이 1이 된다.
[코드 5] 의 두번째 줄에서 Developer 인스턴스의 RC값이 2가 된다.
[코드 5] 의 네번째 줄에서 Developer 인스턴스의 RC값이 1이 된다.
[코드 5] 의 다섯번째 줄에서 Developer 인스턴스의 RC값이 0이 된다. (Developer 인스턴스가 메모리에서 해제된다.)

// MARK: [코드 6] 인스턴스를 참조하고 있던 변수에 다른 값을 대입한 경우
var r1verfuture : Developer? = .init(name: "밀애1", language: "Swift")
var r2verfuture : Developer? = .init(name: "밀애2", language: "Swift")

r1verfuture = r2verfuture

[코드 1], [코드 6] 를 실행하면 [코드 6] 의 첫번째 줄에서 Developer 인스턴스의 RC값과 r1verfuture 인스턴스의 RC값은 각각 1이 된다.
[코드 6] 의 두번째 줄에서 Developer 인스턴스의 RC값은 2가 되고, r2verfuture 인스턴스의 RC값은 1이 된다.
[코드 6] 의 네번째 줄에서 r1verfuture 인스턴스의 RC값은 0이 되고 (r1verfuture은 메모리에서 해제된다.), r2verfuture 인스턴스의 RC값은 2가 된다. (r1verfuture에 r2verfuture 주소값이 들어가면서 RC도 변경된다.)

// MARK: [코드 7] Contacts 클래스와 Person 클래스 생성
class Contacts {
	var phone: String?
    var address: String?
    
    init(phone: String?, address: String?) {
    	self.phone = phone
        self.address = address
    }
    
    deinit { print("Contacts Deinit") }
}

class Person {
	var name: String?
    var age: Int?
    var contacts: Contacts? = .init(phone: "010-1234-5678", address: "Korea")
    
    init(name: String?, age: Int?) {
    	self.name = name
        self.age = age
    }
    
    deinit { print("Person Deinit") }
}

// MARK: [코드 8] Person 클래스 인스턴스 생성한 후 nil 값 부여
let r3verfuture: Person? = .init(name: "밀애3", age: 25)
r3verfuture = nil

[코드 7], [코드 8] 을 실행하면 Person 클래스 안에 'contacts' 라는 Contacts 클래스 인스턴스가 프로퍼티로 존재한다.
[코드 8] 의 첫번째 줄에서 'r3verfuture' 라는 Person 클래스 인스턴스를 생성하면 r3verfuture와 contacts 인스턴스가 생성되며, 두 인스턴스 각각 RC값이 1 증가한다.
[코드 8] 의 두번째 줄에서 'r3verfuture' 에 nil 을 부여하는 순간, r3verfuture와 contacts 인스턴스의 RC값이 각각 1씩 감소한다. (RC값이 각각 0이 되기 때문에 메모리에서 둘 다 해제된다.)
[코드 8] 에서는 contacts 인스턴스가 한번만 참조되었기 때문에 RC값이 1 감소하면 0이 돼서 메모리에서 해제되었지만 contacts 인스턴스가 r3verfuture 말고도 다른 곳에서 참조되고 있다면 RC값이 1 감소하기만 할 뿐 메모리에서 해제되지는 않는다.
deinit : 인스턴스가 메모리에서 해제될 때 호출되는 함수