[Swift] weak, unowned

1. weak와 unowned란?

Swift에서는 메모리 관리를 위해 강한 참조(Strong Reference), 약한 참조(Weak Reference), 비소유 참조(Unowned Reference)를 제공.

weak와 unowned는 참조 타입 사이에서 강한 순환 참조(Strong Reference Cycle)를 방지하는 데 사용.

둘 다 ARC(Automatic Reference Counting)의 메모리 누수 문제를 해결하는 데 중요한 역할.

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2. weak와 unowned의 공통점

• 강한 참조(Strong Reference)를 생성하지 않음.
• 참조하는 인스턴스가 메모리에서 해제될 수 있도록 함.
• 강한 순환 참조를 방지하여 메모리 누수를 줄임.

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3. weak와 unowned의 차이점

	weak	unowned
참조 대상	Optional로 선언됨	Non-Optional로 선언됨
메모리 해제 시 동작	참조 대상이 해제되면 nil로 설정	참조 대상이 해제되면 잘못된 참조 발생 가능
사용 상황	참조 대상이 해제될 수 있고, nil이 허용될 때	참조 대상이 해제되지 않거나, 반드시 존재할 때
메모리 해제 여부 확인 필요	필요 (if let이나 guard let 사용)	불필요

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4. weak의 특징

• 약한 참조로, 참조 대상이 메모리에서 해제되면 자동으로 nil로 설정.
• 항상 옵셔널 타입이어야 하며, nil 가능성을 처리해야 함.
• 주로 delegate 패턴에서 사용.

class Person {
    var name: String
    weak var pet: Pet? // weak 참조

    init(name: String) {
        self.name = name
    }

    deinit {
        print("\\(name) is being deinitialized.")
    }
}

class Pet {
    var name: String
    var owner: Person? // 강한 참조

    init(name: String) {
        self.name = name
    }

    deinit {
        print("\\(name) is being deinitialized.")
    }
}

var john: Person? = Person(name: "John")
var fluffy: Pet? = Pet(name: "Fluffy")

john?.pet = fluffy // Person이 Pet을 weak 참조
fluffy?.owner = john // Pet이 Person을 강한 참조

john = nil // Person 해제
// "John is being deinitialized."
fluffy = nil // Pet 해제
// "Fluffy is being deinitialized."

• john?.pet은 weak 참조이므로, john이 해제되면 자동으로 nil로 설정.

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5. unowned의 특징

• 비소유 참조로, 참조 대상이 메모리에서 해제되더라도 nil로 설정되지 않음.
• 옵셔널이 아닌 타입으로 선언.
• 참조 대상이 반드시 존재한다고 가정할 때 주로 사용.
• 참조 대상이 해제되면 런타임 오류가 발생.

class Customer {
    var name: String
    var card: CreditCard?

    init(name: String) {
        self.name = name
    }

    deinit {
        print("\\(name) is being deinitialized.")
    }
}

class CreditCard {
    var number: String
    unowned let customer: Customer // unowned 참조

    init(number: String, customer: Customer) {
        self.number = number
        self.customer = customer
    }

    deinit {
        print("Card \\(number) is being deinitialized.")
    }
}

var john: Customer? = Customer(name: "John")
john?.card = CreditCard(number: "1234-5678-9012", customer: john!)

john = nil
// "John is being deinitialized."
// "Card 1234-5678-9012 is being deinitialized."

• CreditCard는 unowned 참조를 통해 Customer를 참조하며, john 해제 시 CreditCard도 정상적으로 해제.

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6. weak와 unowned 사용 시 주의 사항

weak는 항상 옵셔널

• weak는 참조 대상이 해제되면 자동으로 nil로 설정되므로, 반드시 옵셔널 타입.
• 사용 시 if let이나 guard let로 안전하게 처리해야 함.

if let pet = person.pet {
    print("\\(pet.name) is owned by \\(person.name).")
}

unowned는 옵셔널이 아님

• unowned는 참조 대상이 해제될 가능성이 없는 경우에만 사용해야 함.
• 참조 대상이 해제되면 런타임 오류가 발생하므로, 안전성에 주의.

강한 순환 참조 방지

• weak와 unowned는 강한 순환 참조를 방지하기 위해 설계.
• 참조 그래프를 설계할 때, 서로 참조하는 객체 간의 관계를 명확히 정의해야 함.

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7. 언제 weak와 unowned를 사용할까?

상황	weak 사용	unowned 사용
참조 대상이 해제될 가능성이 있음	✅	❌
참조 대상이 반드시 존재한다고 가정됨	❌	✅
옵셔널 값 허용	✅	❌
delegate 패턴	✅	❌
순환 참조를 방지하고 안전성 필요	✅	❌

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8. weak와 unowned의 실질적 사용 예

Delegate 패턴에서 weak

weak는 delegate 패턴에서 흔히 사용.

protocol TaskDelegate: AnyObject {
    func taskDidComplete()
}

class Task {
    weak var delegate: TaskDelegate?

    func completeTask() {
        delegate?.taskDidComplete()
    }
}

class Manager: TaskDelegate {
    func taskDidComplete() {
        print("Task completed.")
    }
}

let task = Task()
let manager = Manager()

task.delegate = manager
task.completeTask() // "Task completed."

부모-자식 관계에서 unowned

unowned는 부모-자식 관계에서 자식이 부모를 참조해야 할 때 사용.

class Parent {
    var child: Child?

    deinit {
        print("Parent is being deinitialized.")
    }
}

class Child {
    unowned let parent: Parent

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

    deinit {
        print("Child is being deinitialized.")
    }
}

var parent: Parent? = Parent()
parent?.child = Child(parent: parent!)

parent = nil
// "Child is being deinitialized."
// "Parent is being deinitialized."

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9. 결론

• weak: 참조 대상이 해제될 가능성이 있을 때 사용. 자동으로 nil로 설정되므로 안전함.
• unowned: 참조 대상이 반드시 존재한다고 가정할 때 사용. 메모리 해제 후 참조 시 런타임 오류 발생 가능.
• 강한 순환 참조 방지를 위해, 객체 간의 관계를 이해하고 weak와 unowned를 적절히 선택하는 것이 중요.
• 일반적으로 weak는 더 안전하지만, 성능이 중요하고 메모리 안전성이 보장되는 경우 unowned를 사용.