Strong&Weak&Unowned

Strong, Weak, Unowned?

이 세가지 키워드는 모두 참조에 관한 키워드입니다.

Strong, Weak는 단어만 봤을 땐 뭔가 강하고 약한 것을 의미하는 것 같은데요, Unowned는 어떤 의미인지 감이 잘 안잡히기도 합니다.

이번에는 세 키워드가 하는 역할과 차이에 대해 알아보려 합니다.

Strong

말 그대로 "강한" 참조를 의미합니다.

앞서 UnownedARC에 대한 포스팅에서 ARC라는 것은 메모리 할당과 해제를 자동으로 해주는 Swift의 기능이라고 설명한 적이 있는데요.

그러면서 ARC가 증가할 때가 바로 Strong 참조를 할 때 라고 한번 언급한 적이 있습니다.

예제 코드와, 그림을 보며 간단히 설명 해보겠습니다.

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

var kim = Person(name: "kim")

위와 같은 코드가 있다고 가정해봅시다.

그러면 아래 그림과 같이 메모리의 할당이 일어나게 될 것입니다.

이처럼 힙 영역에 할당된 메모리를 참조하여 RC가 증가하게하는 참조 방법이 Strong, 강한 참조입니다.

하지만 강한 참조에는 한가지 문제점이 있는데요, 그것이 바로 순환 참조입니다.

순환 참조

말 그대로 참조가 순환되는 경우를 말하는데요, 아래 코드와 그림을 통해 알아보겠습니다.

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

var kim: Person? = Person(name: "kim")
var lee: Person? = Person(name: "lee")

kim?.friend = lee
lee?.friend = kim

이번에는 Person 클래스에 friend라는 프로퍼티를 추가했습니다.

그리고 kim과 lee는 서로 친구를 하기로 했는데요.

이 경우엔 아래와 같은 그림처럼 메모리가 할당될 것입니다.

kim과 lee의 friend 프로퍼티가 각각 lee와 kim을 참조하게 되며 RC가 하나씩 더 카운트 된 것을 볼 수 있습니다.

이처럼 두개의 객체 서로가 서소를 참조하고 있는 형태를 순환 참조라고 합니다.

문제는 여기서 발생하는데요, 만약 kim과 lee둘이 모종의 사고(?)로 더 이상 존재하지 않는다고 생각해봅시다.

kim = nil
lee = nil

과연 위 코드를 실행하면 kim과 lee의 deinit이 호출될까요?

정답은 호출되지 않는다 입니다. 그 말은 힙에서 메모리가 제대로 해제되지 않았다는 뜻인데요.

어떻게 생각하면 당연한 결과입니다. kim, lee가 nil이 되며 그들이 가르키고 있던 참조는 해제되었지만, 그들의 프로퍼티가 가르키고 있는 참조는 해제되지 않았기 때문입니다.

따라서 이경우에 어플이 종료될 때 까지 메모리 릭이 발생하게 될 것입니다.

물론 먼저 friend를 nil로 할당한 후 kim, lee를 nil로 할당한다면 정상적으로 메모리가 해제되어 deinit이 호출됩니다.

하지만 friend같은 프로퍼티가 하나가 아니라 수십개 이거나 순환 참조를 해야하는 경우가 빈번하다면 일일히 해제해주는 방법은 그리 좋은 방법이 아닙니다.

이를 해결하기 위해 Weak, Unowned를 사용하면 됩니다.

Weak

약한 참조는 인스턴스를 참조할 시, RC를 증가시키지 않고, 참조하던 인스턴스가 메모리에서 해제된 경우, 자동으로 nil이 할당되어 메모리가 해제되는 기능을 합니다.

나중에 nil이 할당되며 메모리가 해제된다는 점에서 weak 키워드의 변수는 무조건 옵셔널 타입의 변수여야합니다.

코드와 그림을 통해 알아보겠습니다.

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

var kim: Person? = Person(name: "kim")
var lee: Person? = Person(name: "lee")

kim?.friend = lee
lee?.friend = kim

kim = nil
lee = nil

아까와 동일한 코드에서 friend 프로퍼티에 weak을 적용했습니다.

그럼 아래 그림과 같이 각각의 friend의 참조는 RC에 영향을 주지 않기 떄문에 각각 1씩만 증가한 것을 볼 수 있습니다.

여기서 kim과 lee가 nil이 된다면 RC가 1씩 감소하게 되고, 둘 다 RC가 0이 되기 때문에 정상적으로 힙 메모리에서 해제되는 것을 볼 수 있습니다.

Unowned

그렇다면 Unowned는 무엇일까요?

Unowned는 미소유 참조로 불리며 큰 틀에서 하는 역할은 weak와 동일합니다.

RC 값을 증가시키지 않아 강한 순환 참조를 해결할 수 있는데요, weak과의 차이점은 unowned는 인스턴스를 참조하는 도중에 해당 인스턴스가 메모리에서 사라질 일이 없다고 확신한다는 점입니다.

이게 무슨 말이냐면, weak의 경우 kim이 nil이 되었을 때 자동으로 lee의 friend를 nil로 초기화 합니다.

하지만 unowned의 경우 kim이 nil이 되어도 lee의 friend를 nil로 초기화하지 않고 계속해서 주소를 참조합니다.

이 경우 kim이 가르키고 있던 0x111111의 RC가 0이 되어 힙 영역에서 해제되었으므로 lee가 가르키는 friend는 해제된 메모리를 참조하게 됩니다.

따라서 오류가 발생하게 되며 이것이 weak과 unowned의 차이점입니다.

여기까지 Strong, Weak, Unowned에 대해 한 번 알아보았는데요, 이해는 했지만 코드에 금방 적용시킬 수 있을 지는 의문이듭니다.

혹시나 오류나 문제가 있다면 하단에 적힌 메일로 지적부탁드립니다.

참고자료

• 개발자 소들이