스위프트 클로저에 대해서

게시 2023/10/08

By MojitoBar 10 분읽는 시간

개요

스위프트에서 일반 클로저와 탈출 클로저에 대한 내용과 더불어 사용시 주의사항에 대해 정리해보려해요.

클로저란?

Swift에서 클로저는 간단히 말하면 이름 없는 함수 또는 함수처럼 동작하는 코드 블럭이에요.

클로저는 함수와는 다르게 주변의 변수나 상수를 캡쳐할 수 있어서 그 변수나 상수의 값을 클로저 안에서 사용하거나 수정할 수 있어요.

클로저는 크게 두 가지 유형으로 분류할 수 있는데, escaping 클로저와 non-escaping 클로저에요.

Escaping 클로저 (Escaping Closure)

escaping 클로저는 함수가 종료된 후에 실행될 수 있는 클로저를 의미해요. 다시 말해, 해당 클로저는 함수의 실행 범위를 탈출 해서 나중에 호출될 수 있어요. 비동기 작업에서는 함수가 끝나고 나서도 클로저가 실행되어야 하는 경우가 많아요. 예를 들면 네트워킹 호출이나 타이머, 애니메이션 완료 후 작업 등에서 자주 볼 수 있죠.

클로저를 변수나 프로퍼티로 저장하려는 경우에도 탈출 클로저를 사용해야 해요. 함수의 매개변수 타입으로 클로저를 사용할 때 @escaping 어노테이션을 사용하면 돼요.

  
class ViewModel {
    var completionhandler: (() -> Void)? = nil

    func fetchData(completion: @escaping () -> Void) {
        completionhandler = completion
    }
}

Non-Escaping 클로저 (Non-Escaping Closure)

기본적으로 모든 클로저는 non-escaping에요. 따라서, 특별히 @escaping을 명시하지 않으면 non-escaping 클로저로 간주돼요.

함수의 실행 범위 내에서만 실행되고 함수가 종료되면 사라지는 클로저에요.

  
func performOperation(with number: Int, operation: (Int) -> Int) -> Int {
    return operation(number)
}

non-escaping 클로저와는 달리, escaping 클로저의 경우 클로저가 함수의 실행 범위를 탈출하기 때문에 캡쳐링하는 변수나 상수의 메모리 관리에 주의해야 해요.

클로저 사용시 주의 사항

그 전에 순환 참조에 대해 간단하게 정리하자면, 순환 참조는 두 개 이상의 객체가 서로를 강하게 참조하게 되어 가비지 컬렉션 또는 ARC (Automatic Reference Counting)의 메모리 관리 메커니즘이 객체들을 메모리에서 해제할 수 없게 되는 상황을 말해요.

Swift에서는 ARC를 통해 메모리 관리가 이루어지기 때문에, 순환 참조는 메모리 누수를 초래하게 되죠.

이 때문에 self를 클로저 안에서 사용할 경우 weak 또는 unowned를 사용하여 참조 순환을 방지하는 것이 중요해요.

  
class SimpleClass {
var closure: (() -> Void)?
    init() {
        closure = {
            self.doSomething()
        }
    }
    func doSomething() {
        print("Doing something")
    }
    deinit {
        print("SimpleClass is being deinitialized!")
    }
}

func testRetainCycle() {
    var instance: SimpleClass? = SimpleClass()
    instance?.closure?()
    instance = nil
}

testRetainCycle()

위 예제를 보면 instance 객체가 nil이 되어도 deinit 이 호출되지 않는 것을 확인할 수 있는데, 이는 SimpleClass 초기화 시 자기자신을 참조하는 클로저가 존재하기 때문이에요.

실제로 instance의 closure 프로퍼티를 nil로 만들고 instance를 nil로 만들면 deinit 이 정상적으로 잘 동작하죠.

하지만 객체 내부의 프로퍼티를 일일이 메모리에서 해제해주는 것은 매우 번거로운 일이에요. 그냥 instance객체가 nil이 되면 알아서 내부 프로퍼티들도 메모리에서 해제되게 할 수 없을까요?

이러한 문제를 해결하는 참조 키워드가 바로 weak, unowned이에요.

weak

weak 참조는 항상 변수의 타입이 옵셔널이어야 해요. (var reference: ClassType?) weak로 선언된 참조는 참조하는 객체가 메모리에서 해제될 때 자동으로 nil로 설정돼요.

unowned

unowned 참조는 옵셔널이 아닌, non-optional 타입을 사용해요. (var reference: ClassType)

unowned로 선언된 참조는 참조하는 객체가 메모리에서 해제되어도 nil로 설정되지 않아요. 이 때문에 참조하려는 객체가 해제된 후에는 런타임 크래시가 발생할 수 있어요. 그러므로 unowned 참조를 사용할 때에는 참조하는 객체의 생명 주기가 현재 객체보다 길거나 같음을 보장해야 해요.

unowned 키워드가 좀 특이했는데, weak 키워드처럼 직접적으로 순환 참조를 방지하기 보단 참조한 객체가 해제되었을 때 접근하려하면 크래시를 발생시켜 좀 더 안전하게 객체를 참조하게 도와주는 역할을 하는 것 같았어요.

보통의 상황에서는 weak을 사용하겠지만, 옵셔널 처리를 피하고 싶거나 두 객체의 생명 주기가 명확할 때 사용해볼법 한 것 같아요.

마무리

정리하자면 escaping 클로저 는 함수 밖으로 탈출이 가능한 클로저에요.

(일반 클로저의 경우 실행 범위가 함수 내부) 그리고 크게 두 가지 경우에 클로저에 escaping 키워드를 붙여주어야 해요.

함수 내부에 비동기 코드가 있고 그 안에서 클로저가 실행되어야 할 때
클로저를 다른 변수에 할당해야할 때

왜냐하면 일반 클로저는 함수 내에서, 직접 실행을 위해서만 사용해야 하기 때문이에요.

하지만 escaping 키워드를 붙이게 되면 함수 밖에서 혹은 다른 변수에 할당이 가능해져요.

그러면 탈출 클로저가 디폴트로 제공되면 더 좋은 것 아닌가요??

꼭 그렇지는 않아요.

코드의 의도를 명확히 함: 클로저의 탈출성 여부를 지정함으로써 함수의 호출자에게 해당 클로저가 함수의 생명주기를 벗어나서 호출될 수 있는지 여부를 명확하게 알려줘요.
컴파일러 최적화: non-escaping 클로저는 해당 함수의 실행 도중에만 실행되기 때문에 컴파일러는 메모리 할당 및 참조 관련 최적화를 할 수 있어요.
순환 참조 방지: 보통 클로저에서 self나 다른 객체를 참조해야 할 때는 함수 외부에서 실행되어야하기 때문인 경우가 많아요. (탈출 클로저에서 순환 참조가 일어날 경우가 많다는 뜻)

따라서 non-escaping 와 escaping 을 분리하여 이러한 위험성에 대해 경계하기 위함이에요. 위와 같은 이유로 스위프트에서는 클로저의 종류를 2개로 분리해서 지원해요.

관련된 자료를 찾다보니 특히나 탈출 클로저에서 순환 참조의 위험을 강조하는 듯 했어요.

아무래도 실제 어플리케이션을 개발하다보면 훨씬 많은 비율을 차지하기 때문이 아닌가 싶어요.

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