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Swift에서의 메모리 관리와 ARC 심화 이해: weak와 unowned 참조를 활용한 메모리 관리 전략.

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Swift에서의 메모리 관리와 ARC 심화 이해: weak와 unowned 참조를 활용한 메모리 관리 전략

Swift는 강력한 메모리 관리 기능을 제공하는 프로그래밍 언어입니다. 그 중 자동 참조 카운팅(Automatic Reference Counting, ARC)은 메모리 누수를 방지하고 메모리 관리를 자동화하는 핵심 요소입니다. 이 문서에서는 ARC의 기본 개념을 간략히 살펴본 후, weak와 unowned 참조의 사용법과 이를 통해 메모리 관리 전략을 최적화하는 방법에 대해 설명하겠습니다.

자동 참조 카운팅(ARC)의 기본 개념

ARC는 객체의 생애 주기를 관리하여 메모리 관리의 부담을 덜어줍니다. ARC의 기본 원리는 객체가 더 이상 필요하지 않을 때 자동으로 메모리를 해제하는 것입니다. 이를 위해 ARC는 참조 카운트를 유지합니다. 참조 카운트는 객체가 참조되는 횟수를 나타냅니다. 객체에 대한 강한 참조가 생길 때마다 참조 카운트가 증가하고, 강한 참조가 해제될 때마다 참조 카운트가 감소합니다. 참조 카운트가 0이 되면 그 객체는 메모리에서 자동으로 해제됩니다.

ARC는 대부분의 경우 매우 효율적으로 작동하지만, 순환 참조 문제로 인해 메모리 누수가 발생할 수 있습니다. 순환 참조는 두 객체가 서로를 참조하면서 참조 카운트가 0이 되지 않는 상황을 의미합니다. 이를 해결하기 위해 Swift는 weak와 unowned 참조를 제공합니다.

weak 참조

weak 참조는 강한 순환 참조를 방지하는 데 사용됩니다. weak 참조는 참조 카운트를 증가시키지 않으므로 객체가 순환 참조 없이 정상적으로 해제될 수 있습니다. weak 참조는 항상 Optional 타입이어야 하며, 참조 대상 객체가 해제되면 nil로 설정됩니다.

weak 참조의 사용 예시

다음은 strong 참조와 weak 참조를 사용하는 예시입니다:

swift
class Person {
    let name: String
    init(name: String) { self.name = name }
    var apartment: Apartment?
}

class Apartment {
    let unit: String
    init(unit: String) { self.unit = unit }
    weak var tenant: Person?
}

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

john!.apartment = unit4A
unit4A!.tenant = john

위 예시에서는 Person 클래스와 Apartment 클래스가 서로를 참조하고 있습니다. 하지만 Apartment 클래스의 tenant 속성은 weak 참조로 선언되어 있으므로 순환 참조가 발생하지 않습니다.

unowned 참조

unowned 참조 역시 강한 순환 참조를 방지하기 위해 사용됩니다. 그러나 weak 참조와는 달리 unowned 참조는 Optional이 될 필요가 없으며, 참조 대상 객체가 해제되더라도 nil로 설정되지 않습니다. 대신 참조 대상이 해제된 후 unowned 참조에 접근하면 런타임 에러가 발생합니다.

unowned 참조는 참조 대상이 자신보다 오래 지속된다는 보장이 있을 때 사용합니다. 예를 들어, 두 객체가 서로를 참조하지만 객체의 생명 주기가 다를 때 유용합니다.

unowned 참조의 사용 예시

다음은 unowned 참조를 사용하는 예시입니다:

swift
class Customer {
    let name: String
    var card: CreditCard?
    init(name: String) { self.name = name }
}

class CreditCard {
    let number: Int
    unowned let customer: Customer
    init(number: Int, customer: Customer) {
        self.number = number
        self.customer = customer
    }
}

var john: Customer? = Customer(name: "John Appleseed")
john!.card = CreditCard(number: 1234_5678_9012_3456, customer: john!)

위 예시에서는 Customer 클래스와 CreditCard 클래스가 서로를 참조하고 있습니다. CreditCard 클래스의 customer 속성은 unowned 참조로 선언되어 있으므로 순환 참조가 발생하지 않습니다.

weak와 unowned 참조 선택 기준

weak와 unowned 참조 중 어떤 것을 사용할지 선택할 때는 다음 기준을 고려합니다:

  1. 객체 생명 주기: 참조 대상 객체가 언제 해제될지 예측할 수 있을 경우 unowned를 사용하고, 그렇지 않을 경우 weak를 사용합니다.
  2. 참조 대상 해제 시 요구 사항: 참조 대상이 해제되었을 때 참조가 nil이 되길 원하면 weak를 사용하고, 그렇지 않아도 되는 경우 unowned를 사용합니다.

weak와 unowned 참조는 명확한 메모리 관리와 순환 참조 문제 해결에 큰 도움이 됩니다. 올바른 참조 타입을 선택하여 효과적인 메모리 관리 전략을 구현할 수 있습니다.

결론

이 문서에서는 Swift에서의 자동 참조 카운팅(ARC)과 메모리 관리 전략에 대해 심도 있게 살펴보았습니다. ARC는 메모리 관리의 기본을 담당하며, weak와 unowned 참조를 통해 강한 순환 참조 문제를 해결하고 메모리 누수를 방지할 수 있습니다. 올바른 사용법을 익히고 이를 통해 메모리 관리 전략을 최적화하는 것이 중요합니다.