unowned 和 weak的使用场景以及实现原理

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 2025/02/14 

在 Swift 中，unowned 和 weak 都用于打破循环引用，但它们的适用场景不同。存在一些场景必须使用 unowned，而无法用 weak 替代，这些场景通常与对象的生命周期严格绑定有关。

1. 必须使用 `unowned` 的核心场景

场景：被引用对象的生命周期严格长于引用持有者

条件：
- 对象 A 的存活时间 严格覆盖 对象 B 的存活时间。
- 对象 B 持有对 A 的引用，且 A 的销毁必然导致 B 的销毁。

示例：父子关系模型

class Parent {
    var child: Child?
}

class Child {
    // 父对象 Parent 的生命周期一定长于 Child
    unowned let parent: Parent

    init(parent: Parent) {
        self.parent = parent
    }
}

如果 child.parent 使用 weak，则 parent 需要是可选类型（Parent?），但根据业务逻辑，Child 实例不可能脱离 Parent 存在。
使用 unowned 可避免强制解包或冗余的可选性检查，同时保证安全性。

场景：闭包与捕获对象的同步生命周期

条件：
- 闭包的执行逻辑 严格限定 在捕获对象（如 self）的生命周期内。
- 闭包不会在对象释放后执行（如立即执行的同步操作）。

示例：同步闭包

class DataLoader {
    func loadData(completion: () -> Void) {
        completion()
    }

    func start() {
        loadData { [unowned self] in
            self.handleData() // 闭包立即执行，self 一定存活
        }
    }

    func handleData() { ... }
}

如果闭包在 loadData 中立即执行，self 的存活是确定的。
使用 unowned 避免 weak 的冗余可选解包（self?.handleData()）。

2. `unowned` vs `weak` 的关键区别

特性	`unowned`	`weak`
可选性	非可选类型	必须声明为可选类型（`T?`）
安全性	对象释放后访问会崩溃	对象释放后自动置 `nil`，安全访问
生命周期假设	假定对象存活时间 ≥ 引用持有者	不假设对象存活时间
性能	无额外开销（直接指针）	有可选值检查开销

3. 为什么某些场景只能用 `unowned`？

原因 1：避免不必要的可选性

如果业务逻辑确保被引用对象一定存活，使用 weak 会导致代码中充斥冗余的 guard let 或 if let。

示例：

// 错误：weak 导致不必要的可选解包
class Child {
    weak var parent: Parent? // 需要解包
    func callParent() {
        parent?.doSomething() // 每次调用都需解包
    }
}

// 正确：unowned 避免冗余解包
class Child {
    unowned let parent: Parent // 非可选
    func callParent() {
        parent.doSomething() // 直接访问
    }
}

原因 2：性能优化

unowned 是直接指针访问，无运行时检查；weak 需要额外的安全机制（如 SideTable 管理），存在性能开销。
在性能敏感场景（高频调用的闭包或紧密循环），unowned 更高效。

4. 注意事项

必须确保生命周期假设成立
- 若 unowned 引用的对象提前释放，访问会导致崩溃。
- 仅在 逻辑上严格保证对象存活 时使用 unowned。

典型错误场景

class NetworkManager {
    func fetchData(completion: @escaping () -> Void) {
        DispatchQueue.global().async {
            // 错误：异步闭包可能延迟执行，self 可能已释放
            [unowned self] in
            self.handleData()
        }
    }
}

此处应使用 weak，因为异步闭包可能在 self 释放后执行。

5. 面试回答示例

问题：“什么场景只能使用 unowned 不能使用 weak？”

回答：

“在两种场景下必须使用 unowned：

被引用对象的生命周期严格长于当前对象，例如父子模型中的子对象引用父对象。此时使用 unowned 可避免不必要的可选解包，同时保证安全性。

闭包立即执行且捕获对象生命周期同步，例如同步闭包中引用 self。此时 self 的存活是确定的，unowned 比 weak 更高效。
需要注意的是，滥用 unowned 会导致崩溃，必须确保生命周期假设严格成立。”