Memory Leaks in Swift

Trong bài viết này chúng ta sẽ nói về rò rỉ bộ nhớ (memory leaks). Đây là một đoạn trích:

describe("MyViewController"){
    describe("init") {
        it("must not leak"){
            let vc = LeakTest{
                return MyViewController()
            }
            expect(vc).toNot(leak())
        }
    }
}

Quan trọng: Tôi sẽ giải thích Memory leaks là gì, nói về retain cycle và một vài điều liên quan. Phần cuối sẽ giới thiệu về một số phương pháp để phát hiện leaks. Một số phương pháp cụ thể sẽ được giới thiệu ở các bài viết sau.

Sự thật, đây luôn mà vấn đề mà mọi developer phải đối mặt. Chúng ta code các tính năng và phát triển ứng dụng, và sau đó chúng ta tạo ra menory leaks. Vậy Memory leak là gì? Một Memory leak là một phần bộ nhớ bị chiếm vĩnh viễn và không thể sử dụng lại được nữa. Chúng là rác, chúng chiếm lĩnh các khoảng trống và chúng gây ra rất nhiều vẫn đề.

Bộ nhớ được cấp phát tại một thời điểm nào đó nhưng không bao giờ được giải phóng và không được ứng dụng tham chiếu đến đó nữa. Vì không còn tham chiếu đến nó, nên sẽ chẳng thể nào giải phóng nó và bộ nhớ sẽ không được sử dụng lại nữa. Apple Docs

Tất cả chúng ta đều tạo ra leaks ở một vài thời điểm, dù là junior hay senior developer, có kinh nghiệm hay không. Điều quan trọng nhất là loại bỏ chúng để có một ứng dụng sạch sẽ, không bị sự cố. Tại sao ư? Bởi vì chúng rất nguy hiểm.

Không chỉ làm tăng dung lương bộ nhớ của ứng dụng, chúng còn gây nên các hiệu ứng phụ và crashes. Vậy tại sao bộ nhớ bị tăng lên? Chúng là hậu quả của các objects không được giải phóng. Nhưng objects này đều là rác. Khi các thao tác tạo ra nhưng đối tượng này được lặp lại, bộ nhớ chiếm đóng sẽ tăng lên. Quá nhiều rác, điều này sẽ dẫn đến memory warnings, và cuối cùng ứng dụng sẽ bị crashes.

Giải thích các tác dụng phụ không mong muốn cần đòi hỏi một chút chi tiết hơn. Hãy tưởng tượng một object bắt đầu lắng nghe thông báo khi nó được tạo bên trong init. Nó phản ứng, lưu mọi thứ vào cơ sở dữ liệu, phát video hoặc đăng sự kiện lên một công cụ phân tích. Vì đối tượng cần sự cân bằng, chúng ta làm cho nó dừng nghe thông báo khi nó được giải phóng, bên trong deinit.

Điều gì xảy ra nếu một object như vậy bị leaks? Nó sẽ không bao giờ chết và không bao giờ dừng nghe thông báo. Môi khi có thông báo, đối tượng sẽ có phản ứng. Nếu người dùng lặp lại hành động tạo ra đối tượng như trên, sẽ có nhiều trường hợp còn sống. Tất cả nhưng trường hợp đó sẽ có phản ứng khi nhân được thông báo và sẽ đè lên nhau.

Trong trường hợp như vậy, Crash có thể là một điều tốt nhất xảy ra

Nhiều leak objects sẽ phản ứng với app notification, thay đổi cơ sở giữ liệu, thay đổi giao diện người dùng, làm hỏng toàn bộ trạng thái ứng dụng. Bạn có thể đọc thêm độ nghiêm trọng của nhưng vấn đề này trong “Dead programs tell no lies” The Pragmatic Programmer.

Leaks sẽ mang đến một trải nghiệm xấu và nhận đánh giá không tôt về ứng dụng

Leak có thể đến từ SDK hoặc framework của bên thứ 3 chẳng hạn. Hoặc có thể đến từ chính Apple như CALayer hay UILabel. Trong những trường hợp đó, chung ta chẳng thể làm được gì ngoài việc chờ bản cập nhật hoặc phải huỷ SDK đó đi. Nhưng nhiều khả năng leaks là trong chính source code của các bạn. Một trong nhưng lý do đó là retain cycle. Để tranh leak, chúng ta cần phải hiểu về quản lý bộ nhớ và retain cycle.

Từ Retain xuất phát từ Reference counting trong Objective-C. Trước ARC và Swift và tất cả những điều tốt đẹp chúng ta có thể làm bây giờ với các kiểu giá trị, Đó là Objective-C và MRC. Bạn có thể đọc về MRC và ARC trong bài viết này Trở lại thời điểm đó, chúng ta cần biết một chút về xử lý bộ nhớ. Hiểu được ý nghĩa của alloc, copy, retain và sự cân bằng trong các actions. Nguyên tắc cơ bản đó là: Bất kỳ khi nào bạn tạo ra một Object, bạn sở hữu ít và bạn phải có trách nhiệm giải phóng nó. Bây giờ mọi thứ trở nên dễ dàng hơn nhiều, nhưng vẫn còn, có một số khái niệm cần được học.

Trong Swift, khi một đối tượng có một liên kết mạnh mẽ với một đối tượng khác, nó sẽ giữ lại nó (retain). Khi đó đối tượng tôi đang nói về các loại tham chiếu, Reference Types, Classes.

Struct và Enum là value type. Không thể tạo ra retain cyle với value type. Khi capturing và strore sẽ không những thứ như tham chiếu. Các giá trị được sao chép, chứ không phải là tham chiếu, mặc dù giá trị có thể giữ tham chiếu đến các đối tượng. Khi một object tham chiếu đến một object thứ hai, nó sẽ sở hữu. Object thứ hai sẽ vẫn còn sống cho đến khi nó được giải phóng. Điều này được gọi là Strong reference. Chỉ khi bạn đặt thuộc tính là nil thì object thứ hai sẽ bị hủy.

class Server {
}

class Client {
    var server : Server //Strong association to a Server instance
    
    init (server : Server) {
        self.server = server
    }
}

Nếu A retain B và B retain A thì sẽ có một retain cycle

A