前言

眾所周知，Swift 是一門類型安全的語(yǔ)言，它會(huì)通過(guò)編譯器報(bào)錯(cuò)來(lái)阻止你代碼中不安全的行為。比如變量必須在使用之前聲明、變量被銷毀之后內(nèi)存不能在訪問(wèn)、數(shù)組越界等問(wèn)題。

Swift 會(huì)通過(guò)對(duì)于修改同一塊內(nèi)存，同一時(shí)間以互斥訪問(wèn)權(quán)限的方式（同一時(shí)間，只能有一個(gè)寫權(quán)限），來(lái)確保你的代碼不會(huì)發(fā)生內(nèi)存訪問(wèn)沖突。雖然 Swift 是自動(dòng)管理內(nèi)存的，在大多數(shù)情況下你并不需要關(guān)心這個(gè)。但理解何種情況下會(huì)發(fā)生內(nèi)存訪問(wèn)沖突也是十分必要的。

首先，來(lái)看一下什么是內(nèi)存訪問(wèn)沖突。

內(nèi)存訪問(wèn)沖突

當(dāng)你設(shè)值或者讀取變量的值得時(shí)候，就會(huì)訪問(wèn)內(nèi)存。

var age = 10 // 寫權(quán)限
print(age) // 讀權(quán)限

當(dāng)我們對(duì)同一塊內(nèi)存，同時(shí)進(jìn)行讀寫操作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)知的錯(cuò)誤。比如上面的 age，假如在你讀取它值的期間有別的代碼將它設(shè)為 20，那么你讀取到的有可能是 10，也有可能是 20。這就產(chǎn)生了問(wèn)題。

內(nèi)存訪問(wèn)沖突：對(duì)同一塊內(nèi)存，同時(shí)進(jìn)行讀寫操作，或者同時(shí)進(jìn)行多個(gè)寫入操作時(shí)，就會(huì)造成內(nèi)存訪問(wèn)沖突。

了解了什么是內(nèi)存訪問(wèn)沖突，下面來(lái)看下什么情況下回造成內(nèi)存訪問(wèn)沖突。

In-Out 參數(shù)

當(dāng) In-Out 參數(shù)為全局變量，并且該變量在函數(shù)體內(nèi)被修改時(shí)，就會(huì)造成內(nèi)存訪問(wèn)沖突。比如下面的代碼：

var age = 10

func increment(_ num: inout Int) { // step1
 num += age // step2
}
increment(&age)

increment(:) 在整個(gè)函數(shù)體內(nèi)，對(duì)所有的 In-Out 參數(shù)都有寫權(quán)限。在上述代碼中，step1 已經(jīng)獲得了 age 的寫權(quán)限，而 step2 有得到了 age 的讀權(quán)限，這樣就造成了同一塊內(nèi)存，同時(shí)進(jìn)行了讀寫操作。從而造成了內(nèi)存訪問(wèn)沖突。

上面的問(wèn)題可以通過(guò)將 age 拷貝一份來(lái)解決：

// step1
var copyOfAge = age
increment(&copyOfAge)
age = copyOfAge

step1 將 age 的值拷貝到另一塊內(nèi)存上，這樣在函數(shù)體內(nèi)就是存在對(duì) age 的讀權(quán)限和對(duì) copyOfAge 的寫權(quán)限，因?yàn)?age 和 copyOfAge 是兩塊內(nèi)存，所以就不會(huì)造成內(nèi)存訪問(wèn)沖突。

結(jié)構(gòu)體的 mutating 函數(shù)

對(duì)于結(jié)構(gòu)體的 mutating 函數(shù)來(lái)說(shuō)，它整個(gè)函數(shù)體都有 self 的寫權(quán)限。

struct Person {
 var age: Int
 mutating func increment(_ num: inout Int) { 
  age += num 
 }
}

var p1 = Person(age: 10)
p1.increment(&p1.age)

上述的代碼編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)：Overlapping accesses to 'p1', but modification requires exclusive access; consider copying to a local variable。很明顯這是一個(gè)內(nèi)存訪問(wèn)沖突。

In-Out 參數(shù)獲得了 p1 的寫權(quán)限；mutating 函數(shù)也獲得了 p1 的寫權(quán)限。同一塊內(nèi)存，同時(shí)有兩個(gè)寫操作。造成內(nèi)存訪問(wèn)沖突?？梢酝ㄟ^(guò)同上的拷貝操作來(lái)解決。

值類型的屬性

對(duì)于結(jié)構(gòu)體、枚舉、元祖等值類型來(lái)說(shuō)，修改它們的屬性就相當(dāng)于修改它們整個(gè)的值。比如下面的代碼：

func increment(_ num1: inout Int, _ num2: inout Int) {
 print(num1 + num2)
}

var tuple = (age: 10, height: 20)
increment(&tuple.age, &tuple.height)

&tuple.age 拿到了 tuple 的寫權(quán)限，&tuple.height 又拿了 tuple 的寫權(quán)限。同一塊內(nèi)存，同時(shí)有兩個(gè)寫操作。造成內(nèi)存訪問(wèn)沖突。

這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)局部變量來(lái)解決：

func someFunction() {
 var tuple = (age: 10, height: 20)
 increment(&tuple.age, &tuple.height)
}

因?yàn)樵?someFunction() 函數(shù)里，age 和 height 沒(méi)有產(chǎn)生任何的交互(沒(méi)有在其期間去讀取或者寫入 age 和 height)，所以編譯器可以保證內(nèi)存安全。

PS：關(guān)于評(píng)論區(qū)的問(wèn)題，在 someFunction() 函數(shù)里沒(méi)有任何交互是什么意思？

答：在someFunction() 里，編譯器可以保證沒(méi)有別的線程來(lái)讀取或者修改 tuple。因此，可以保證內(nèi)存安全。而對(duì)于全局變量，編譯器無(wú)法保證是否有別的線程在讀取或者修改。

下面的代碼就是在函數(shù)體內(nèi)有交互的代碼，雖然是局部變量，但涉及多個(gè)線程修改 tuple 的值，因此會(huì)造成內(nèi)存訪問(wèn)沖突：

func someFunction() {
 var tuple = (age: 10, height: 20)
 
 DispatchQueue.main.async {
  tuple.age += 10
 }
 
 DispatchQueue.main.async {
  increment(&tuple.age, &tuple.height)
 }
}

總結(jié)

對(duì)同一塊內(nèi)存，同時(shí)進(jìn)行讀寫操作，或者同時(shí)進(jìn)行多個(gè)寫入操作時(shí)，就會(huì)造成內(nèi)存訪問(wèn)沖突。

會(huì)造成內(nèi)存訪問(wèn)沖突的情況：

• In-Out 為全局參數(shù)，并且在函數(shù)體內(nèi)修改了它。
• 結(jié)構(gòu)體的 mutating 函數(shù)內(nèi)修改結(jié)構(gòu)體的值。
• 同一值類型的多個(gè)屬性當(dāng)做函數(shù)的 In-Out 參數(shù)。

到此這篇關(guān)于Swift在什么情況會(huì)發(fā)生內(nèi)存訪問(wèn)沖突的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Swift內(nèi)存訪問(wèn)沖突內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評(píng)論