[ Swift ] weak self를 메모리 누수를 방지하기 위해 쓰기는 쓰는데 정확하게 언제, 어떨 때 쓰는거지?

코드리뷰를 하면서 그동안 메모리 누수 방지를 위해 사용하고 있었던

[ weak self ]에 대해서 다시 한번 생각해보는 좋은 기회가 생겼다. 

 

 

 

1. weak self를 사용하는 이유

---

메모리 누수를 방지하고 강한 참조 사이클을 피하기 위해서 사용한다. 

Swfit의 ARC는 객체의 메모리를 관리하며, 객체가 더 이상 사용되지 않으면 자동으로 메모리를 해제한다. 

 

하지만 객체들이 서로 강하게 참조할 경우, ARC는 이 참조를 끊지 못하고 메모리가 해제되지 않는 문제가 발생할 수 있다.

이러한 상황을 강한 참조 사이클이라고 한다. 

 

 

 

2. 강하게 참조하는 경우는 어떤 상황을 말하는거지? 

---

객체들이 강하게 참조한다는 것은, 한 객체가 다른 객체를 소유하면서

그 객체가 메모리에서 해체되지 않도록 참조 카운트를 증가시키는 상황을 말한다. 

 

Swfit의 ARC는 각 객체가 참조되는 횟수를 추척하며, 

이 참조가 남아 있으면 해당 객체를 메모리에서 해제하지 않는다. 

 

 

1) 단순 참조

객체A가 객체B를 강하게 참조하는 상황은 객체 A가 객체B를 소유하면서

객체 B가 메모리에서 해제되지 않도록 하는 것이다. 객체 A가 객체B를 참조할 때 강한 참조가 기본적으로 발생한다. 

 

* Swfit에서 ARC가 강한참조가 기본인 이유

객체의 수명과 메모리 관리를 명확하게 하기 위함이다. 

객체가 소유관계를 가질 때 그 소유자가 객체의 수명을 명확히 관리하게 되며, 참조 카운트가 0이 되면 안전하게 메모리에서 해제할 수 있다. 객체의 소유권을 명시하지 않으면 메모리 관리가 불분명하고 예기치 못한 상황에서 메모리가 해제될 수도 있다.

 

class A {
    var objectB: B?
}

class B {
    var name: String
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
}

let objectA = A()
let objectB = B(name: "Object B")

objectA.objectB = objectB  // A가 B를 강하게 참조함

 

객체 objectB는 objectA의 속성 objectB에 의해 참조되기 때문에 메모리에서 해제되지 않는다. 

ARC는 objectA가 objectB를 참조하고 있는 한 objectB를 해제하지 않는다.

 

 

 

2. 강한 참조 사이클

문제는 두 객체가 서로를 강하게 참조하는 경우이다. 

이때 강한 참조 사이클이 생겨 ARC가 이 참조를 끊지 못하고, 두 객체 모두 메모리에서 해제되지 않는 메모리 누수가 발생하는 것!

class A {
    var objectB: B?
}

class B {
    var objectA: A?
}

let objectA = A()
let objectB = B()

objectA.objectB = objectB  // A가 B를 강하게 참조
objectB.objectA = objectA  // B가 A를 강하게 참조

 

여기서 객체 A는 객체 B를, 객체 B는 객체 A를 강하게 참조한다.

이제 두 객체는 서로를 참조하기 때문에, ARC가 이 참조를 해제하지 못하게 된다. 이를 강한 참조 사이클이라고 한다.

이 경우, 둘 중 하나라도 강한 참조를 유지하는 한 다른 객체도 메모리에서 해제되지 않게 된다.

 

 

3. 강한 참조 사이클을 해결하는 방법?

---

강한 참조 사이클을 해결하기 위해 객체들 사이의 참조 관계를

약한 참조(weak self) 또는 미소유 참조(unowned reference)로 바꿔줘야 한다. 

이렇게 하면 ARC가 객체 간의 참조를 관리하면서 강한 참조 사이클이 발생하지 않게 할 수 있다. 

 

 

 

4. weak와 unknowned 참조

---

• weak 참조
  : 항상 옵셔널로 선언되며, nil 값이 들어올 가능성이 있는 상황에서 안전하게 사용. 
  참조된 객체가 해제되면 자동으로 nil이 할당 된다. 
• unowned 참조
  : 객체가 반드시 메모리에 남아 있을 것을 보장하는 경우에서 사용. nil이 될 가능성이 없는 것을 확신할 수 있을 때. 

 

 

5. weak self를 사용하지 않아도 되는 경우

---

weak self를 사용하지 않아도 되는 경우는 클로저가 객체의 수명보다 짧을 때이다. 

클로저가 실행되고 나면 바로 해제되거나, 클로저 내부에서 객체를 참조하는 것이 객체 수명에 영향을 주지 않는 경우. 

 

예시)

- 비동기 작업이 없거나, 객체가 명시적으로 해제되는 상황

- 값 타입(struct, enum)은 참조 사이클을 생성하지 않기 때문에 weak 참조가 필요 없다. 

 

 

 

6. weak와 weak self는 무엇이 다른가?

---

weak은 주로 참조를 가리킬 때 사용되며, 이를 통해 강한 참조 사이클을 피할 수 있다. 

예를들면, delegate 프로퍼티는 대게 weak으로 선언된다. 

 

weak self는 클로저 내부에서 self를 참조할 때 사용된다.

클로저 내부에서 사용되는 self가 순환 참조를 유발할 수 있을 때 적용한다. 

특히 클로저가 비동기 작업을 처리하거나 객체의 생명주기와 관계없이 오래 지속될 경우 사용한다. 

 

 

클로저의 캡쳐 개념을 함께 공부해보면 좋을 것 같다. 

https://dkswlgus0314.tistory.com/351

 

 

 

* ARC(Automatic Refefence Counting)

---

Swift는 앱의 메모리 사용량을 추적하고 관리하기 위해 자동 참조 카운팅(ARC)를 사용한다. 

ARC는 인스턴스가 더 이상 필용하지 않을 때 대부분 자동으로 클래스 인스턴스에 의해 사용된 메모리를 할당 해제한다. 

 

참조 카운팅은 클래스의 인스턴스에만 적용된다.

구조체와 열거형은 참조 타입이 아니고 값 타입이므로 참조로 저장되거나 전달되지 않는다. 

 

 

 

 

🔗 Reference
https://bbiguduk.gitbook.io/swift/language-guide-1/automatic-reference-counting