ARC

ARC?

ARC는 Auto Reference Counting, 즉 "자동으로 메모리를 관리해주는 친구!" 라고만 알고 있었습니다.

이번 기회 ARC에 대해 더욱 자세하게 알아보려 합니다.

Swift 문서에서는 ARC를 이렇게 소개합니다.

Swift는 ARC를 사용하여 앱의 메모리 사용량을 추적하고 관리합니다. ... ARC는 해당 인스턴스에서 사용하는 메모리를 자동으로 해제합니다.

너무나 정직한 이름을 가진 친구입니다...

그 아래 ARC가 어떻게 작동하는지도 나와있습니다.

클래스의 새 인스턴스를 생성할 때마다 ARC는 해당 인스턴스에 대한 정보를 저장하기 위해 메모리 청크를 할당합니다. 이 메모리는 해당 인스턴스와 관련되어 저장된 속성값과 함께 인스턴스 유형에 대한 정보를 보유합니다. ...

말 그대로 메모리 참조가 일어나는 참조 타입(Class)이 생성되는 경우 ARC가 증가한다는 뜻입니다.

그렇다면 반대로 생성된 참조 타입이 참조를 잃는다면 ARC는 감소하겠지요? 그렇게 해제된 메모리는 다른 용도로 사용할 수 있습니다.

이것이 ARC의 기본적인 작동 원리입니다.

하지만 이러한 Reference Counting을 자동으로 해주기 때문에 어쩌면 우리가 원하지 않는 타이밍에 메모리를 해지하게 될 수도 있는거 아닌가??

라는 생각이 들었습니다.

Swift는 기본적으로 강력 참조를 함으로써 위와 같은 문제를 막는데 이에 대해선 메모리 참조 방법 strong & weak & unowned 포스팅에서 더욱 자세히 다루도록 하겠습니다.

ARC 예제코드

ARC가 어떻게 사용되는 지 간단한 예제 코드를 보며 알아보도록 하겠습니다.

class Person {
    let name: String
    init(name: String) {
        self.name = name
        print("\(name) is being initialized")
    }
    deinit {
        print("\(name) is being deinitialized")
    }
}

여기 간단한 Person class가 있습니다.

var reference1: Person?
var reference2: Person?
var reference3: Person?

Optional Person 객체를 3개 선언해보겠습니다. 과연 위 코드만으로 ARC가 동작할까요?

당연히 동작하지 않습니다. nil값으로 초기화되기 때문에 Person 인스턴스의 참조자체가 일어나지 않기 때문입니다.

reference1 = Person(name: "MojitoBar")

위와 같이 Person객체를 할당해주면 생성자의 print와 동시에 메모리가 할당되고 ARC가 증가하게 됩니다.

그렇다면 생성되는 동시에 ARC가 증가하고 소멸되는 동시에 ARC가 감소한다고 생각하면 되는건가?? 라는 의문이 생겼습니다.

이 의문에 대해서는 아래 예제를 통해 자세히 알아보겠습니다.

class Person {
    var name: String
    init(name: String) {
        self.name = name
        print("\(name) is being initialized")
    }
    deinit {
        print("\(name) is being deinitialized")
    }
}

var reference1: Person?
var reference2: Person?
var reference3: Person?

reference1 = Person(name: "MojitoBar")

reference2 = reference1
reference3 = reference1

위에서 봤던 것과 같은 Person 클래스를 하나 만들어주고 reference1, 2, 3 객체를 3개 만들었습니다.

그 중 reference1에만 값을 할당해준 뒤 2, 3은 1을 복사했는데요, class의 default 복사는 shallow copy(얕은 복사)입니다.

따라서 reference1, 2, 3은 같은 주소값을 갖게 됩니다. 즉, reference1의 name의 변경이 다른 2, 3에 영향을 준다는 것인데요 그렇다면 아래 코드는 어떨까요?

reference1 = nil

주소의 값을 바꾸는게 아니라 reference1의 메모리를 해제했습니다. 그럼 reference2, 3의 메모리도 해제되는 걸까요?

정답은 "그렇지 않다" 입니다.

여기서 변수 reference1의 데이터는 스택영역에, 인스턴스 Person의 데이터는 힙영역에 저장되기때문에 스택영역의 reference1을 비워도 힙영역에 저장된 Person 인스턴스의 값은 비워지지 않는 것입니다.

예를들어 reference1이 주소 0000을 가르킨다고 가정해봅시다. 만약 reference1 하나만 0000을 가르킨다면 reference1이 nil이 되었을 때 스택영역과 힙영역에서 메모리가 전부 해제되게 됩니다.

그런데 위의 예제와 같이 reference1, 2, 3이 같은 주소 0000을 가르킨다면 스택영역의 reference1은 해제될지 몰라도 힙영역의 메모리는 해제되지 않게 되는 것입니다.

결과적으로 ARC는 이름에서도 알 수 있듯이 주소 카운팅의 역할을 하는 친구이기 때문에 reference1 = nil을 했다고 해서 ARC에서 메모리가 해제되지 않습니다.

이제 우리는 처음 가졌던 의문을 해결할 수 있게 되었습니다.

생성자와 소멸자의 호출이 ARC에서 메모리 할당과 해제라고 봐도 되는가? 의 답은 "그렇다" 입니다.

실제로 코드를 실행해보면 class shallow 복사 에서는 생성자가 호출되지 않고, reference1 = nil에서 소멸자가 호출되지 않는다는 것을 알 수 있습니다.

이렇게 ARC가 무엇인지와 작동 방법에 대해 알아봤습니다.

잘못된 부분이 있다면 아래 메일을 통해 수정 및 지적 해주시면 정말 감사드리겠습니다.

참고자료

• Swift Docs
• applebuddy