Swift5 lazy 懒加载详解

懒加载

lazy var 本质上是声明并执行的闭包,或一个有返回值的函数调用
只执行一次,使用的时候一定不为空
瞬发闭包(Immdiately-applied closures),它是自动@noescape的。这就意味着在这个闭包中无需加[unowned self]:这里不会产生引用循环。

  • 分配独立的内存空间
  • 消耗内存的
  • 值一旦产生就不会再被改变:不会重走懒加载创建代码,所以懒加载控件不能赋值为nil

用法一:控件懒加载

lazy var btn = { () -> UIButton in
    // () -> UILabel in 可以省略前提是已指定类型
    // 指定类型不可省略, 因为系统分辨不出闭包返回值的类型 
    return UIButton(type: .custom)
}()

常见写法

lazy var btn: UIButton = {
    return UIButton(type: .custom)
}()

//或
lazy var btn: UIButton = UIButton(type: .custom)

用法二:避免必选属性在初始化阶段进行不必要的操作

例如:如果没有lazy,因为初始化阶段必选属性必须有值,smallImage 必须经历不必要的初始化。

class Avatar {
  lazy var smallImage: UIImage = self.image.resizedTo(Avatar.defaultSmallSize)

  var image: UIImage
  init(image: UIImage) {
    self.image = largeImage
  }
}

用法三:lazy sequences

适用于SequenceType 和 CollectionType
在高阶函数(map flatMap)之前加上 lazy

实际上,这些类型其实就是保留了一个对“原序列”的引用,又保留了一个对“待调用闭包”的引用,然后只在某个元素被访问时再对这个元素调用该闭包,做出实际的计算。
弊端:计算出的返回值并没有被缓存(memoization),再次调用,再次进入闭包走流程

func increment(x: Int) -> Int {
  print("Computing next value of \(x)")
  return x+1
}

let array = Array(0..<1000)
let incArray = array.map(increment)
print("Result:")
print(incArray[0], incArray[4])
// Computing next value of 0
// ......
// Computing nexr value of 999
// Result:
// 1 5

对这段代码来说,在我们访问 incArray 的值之前,所有的输出值都被计算出来了。所以在 print("Result:")被执行之前你会看到有 1000 行 Computing next value of …!即使我们只读了[0]和[4]这两个条目,根本就没关心其他剩下的。

解决办法:Swift 标准库中,SequenceType 和 CollectionType 协议都有个叫 lazy 的计算属性,它能给我们返回一个特殊的 LazySequence 或者 LazyCollection。这些类型只能被用在 map,flatMap,filter这样的高阶函数中,而且是以一种惰性的方式。

let array = Array(0..<1000)
let incArray = array.lazy.map(increment)
print("Result:")
print(incArray[0], incArray[4])
// Result:
// Computing next value of 0
// Computing next value of 4
// 1 5

那些值被使用时才调用 increment 函数,而不是调用 map 的时候。并且只对那些被访问到的值使用,而不是对整个数组里面一千个值都使用!

对那些涉及到庞大的序列(比如这个有 1000 个元素的数组)、以及高计算度闭包的情景来说,使用这个技巧会带来质变。

将惰性序列级联

惰性序列可以把高阶函数的调用拼接起来调用

比如你可以让一个惰性序列以这种方式调用 map(或者 flatMap):

func increment(x: Int) -> Int {
  print("Computing next value of \(x)")
  return x+1
}
func double(x: Int) -> Int {
  print("Computing double value of \(x)")
  return 2*x
}
let array = Array(0..<1000)
let doubleArray = array.lazy.map(increment).map(double)
print(doubleArray[3])
print(doubleArray[3])

// Computing next value of 3
// Computing double value of 4
// 8
// Computing next value of 3    实验得知计算出的返回值并没有被缓存
// Computing double value of 4  这是一大弊端
// 8

这样只有当 array[3] 被访问时,double(increment(array[3])) 才会被执行,被访问之前不会有这个计算,数组的其他元素也不会有这个计算!

与之相对,如果使用 array.map(increment).map(double)[3](不带 lazy)会首先对整个 array 序列的所有元素进行计算,所有结果都计算出来之后再提取出第4个元素。更糟糕的是对数组的迭代要进行两次,每个 map 都会有一次。这对计算时间(computational time)来说是怎样的一种浪费!

不可 lazy let 的原因

这是由lazy 的具体实现细节决定的:它在没有值的情况下以某种方式被初始化,然后在被访问时改变自己的值,这就要求该属性是可变的。

隐式 lazy

在 class 中使用 static let 是 Swift 创建单例的最佳实践,原因在于 static let 是惰性的、线程安全的,而且只能被创建一次。

被声明在全局作用域下、或者被声明为一个类型属性(声明为static let、而非声明为实例属性)的常量是自动具有惰性(lazy)的(还是线程安全的)

// 全局变量,被以 lazy 形式(和一种线程安全的形式)创建
let foo: Int = {
  print("Global constant initialized")
  return 42
}()

class Cat {
  static let defaultName: String = {
    print("Type constant initialized")
    return "Felix"
  }()
}

@UIApplicationMain
class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {
  func application(application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [NSObject: AnyObject]?) -> Bool {
    print("Hello")
    print(foo)
    print(Cat.defaultName)
    print("Bye")
    return true
  }
}

// Hello
// Global constant initialized
// 42
// Type constant initialized
// Felix
// Bye

证明了 foo 和 Cat.defaultName 这两个常量只在被访问时才被创建,而非初始化时创建。

别把这个和class或结构体里面的实例属性的情况搞混了。如果你声明一个 struct Foo ,那 bar 这个实例属性会在一个 Foo 实例被创建的时候就被计算出来(作为其初始化的一部分),而不是以惰性的形式。

struct Foo { 
    let bar = Bar() 
}

参考资料:
“懒”点儿好

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