[iOS 3주차] ARC(Automatic Reference Counting)

황석범·2024년 11월 8일

ARC swift

내일배움캠프_iOS_5기

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ARC(Automatic Reference Counting)

Reference Type 의 인스턴스 메모리 관리를 자동으로 해주는 기능입니다.
- Value Type 의 인스턴스는 ARC 가 관리하지 않습니다.
메모리 관리를 직접 하지 않아도 ARC 가 자동으로 메모리 관리를 처리합니다.
Reference Type 의 인스턴스를 참조할 때, 참조카운트가 증가하며, 이를 strong 참조라고 합니다.
참조카운트의 증가를 원하지 않는 경우 weak 또는 unowned 참조를 사용할 수 있습니다.

ARC 동작 방식

인스턴스 생성과 메모리 할당
- class 의 새로운 인스턴스를 생성할 때 마다 ARC 는 해당 인스턴스에 대한 정보를 저장할 메모리 공간을 할당합니다.
- 이 공간에는 인스턴스의 타입 정보와 프로퍼티의 값이 저장됩니다.
참조 카운트 관리
- ARC는 사용중인 인스턴스가 메모리에서 해제되지 않도록, 몇개의 프로퍼티, 상수, 변수가 인스턴스를 참조하고 있는지 추적합니다.
  - 참조 시작시: 카운팅 +1
  - 참조 종료시: 카운팅 -1
  - 최종적으로 참조카운트가 0이 되면 인스턴스는 메모리에서 해제됩니다.
메모리 해제
- 참조카운트가 0이 된 인스턴스는 더이상 필요하지 않기 때문에, ARC가 해당 인스턴스가 사용했던 메모리를 해제합니다.
  - 만약 참조 카운트가 0이 되기전에 인스턴스가 해제되면, 이후 그 인스턴스에 접근할 경우 앱이 크래시가 발생할 수 있습니다.

ARC 동작 시기

ARC는 컴파일타임 에 인스턴스의 참조 카운트를 증가 또는 감소시키는 코드를 자동으로 삽입합니다.

Memory Leak

메모리누수
사용이 끝난 인스턴스가 메모리에서 해제되지 않고 남아있는 현상입니다.
이렇게 메모리 공간이 불필요하게 사용되면 성능 저하가 발생할 수 있습니다.

강한순한참조(Strong Reference Cycle)

iOS에서 자주 발생하는 Memory Leak 의 원인중 하나입니다.


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")}
}

Person 과 Apartment 는 서로를 참조하고 있기 때문에 순환 참조가 발생할 수 있습니다.

 
var john: Person?
var unit4A: Apartment?
 
john = Person(name: "John") // RC : 1
unit4A = Apartment(unit: "4A") // RC : 1


john!.apartment = unit4A // john의 아파트에는 unit4Af를 할당해서 RC가 1 올라서 2가 됨
unit4A!.tenant = john // unit4A의 거주자에는 johndㅡㄹ 할당해서 RC가 1 올라서 2가 됨


john = nil // 참조가 종료되었으므로 Person instance RC에 -1을 함
unit4A= nill // 참조가 종료되었으므로 APartment instance RC에 -1을 함

// 하지만 Person, Apartment의 instance RC는 2에서 1로 줄었을 뿐입니다.

Person instance와 Apartment instance의 RC가 1로 사용이 종료되었지만 메모리에서 해제되지 않음.
강한 참조로 서로를 참조한다고 하여 강한순한참조라고 합니다.

강한순한참조 해결방법

참조 카운트를 올리지 않으면 강한순한참조를 방지할 수 있습니다.
참조 카운트를 올리지 않기 위해서는 strong 이 아닌 weak , unowned 를 사용하면 됩니다.


class Person {
    let name: String
    init(name: String) { self.name = name }
    weak var apartment: Apartment?
    deinit { print("\(name) is being deinitialized") }
}


class Apartment {
    let unit: String
    init(unit: String) { self.unit = unit }
    weak var tenant: Person?
    deinit { print("Apartment \(unit) is being deinitialized") }
}

var brody: Person?
var unit100A: Apartment?

brody = Person(name: "brody") // Person instance RC : 1
unit100A = Apartment(unit: "100평 아파트") // Apartment instance RC : 1


brody.apartment = unit100A // Person의 apartment가 weak 이기 때문에 RC가 올라가지 않음 RC : 1
unit100A.tenant = brody // Apartment의 tenant가 weak이기 때문에 RC가 올라가지 않음 RC : 1

brody = nil // Person instance RC 1 감소 -> RC : 0
unit100A = nil // Apartment instance RC에 1 감소 -> RC : 0
// RC가 0이 되어서 Person instance 메모리에서 해제, Apartment instance 메모리에서 해제