Swift는 escaping 클로저와 non-escaping 클로저에 차이를 두고 있다. escaping 클로저는 한번 호출되고나면 리턴값으로 클로저를 반환하는 함수이다. 클로저는 인자로 받은 함수 스코프를 escape한다.
클로저를 escape 하는 것은 종종 아래 예시처럼 비동기 컨트롤 플로우와 연관되있다.
- 함수가 백그라운드 작업을 시작하고 즉시 리턴하면, 완료 핸들러를 통해 백그라운드 작업의 결과를 알린다.
- 뷰 클래스가 버튼 탭 이벤트를 다르기위해 프로퍼티에 클로저를 저장해둔다. 이 클래스는 사용자가 버튼을 탭 할때마다 클로저를 호출한다. 클로저 프로퍼티는 세터를 escape한다.
- 여러분은 DispatchQueue.async를 사용하여 디스패치 큐에서 비동기 실행을 위한 작업을 스케줄링한다. 이 테스크 클로저는 비동기에 호출된 이후에도 소멸되지 않은 채 살아있다.
DispatchQueue.sync와 대조되는데, 이것은 리턴되기 전에 테스크 클로저의 실행이 끝나기 전까지 기다린다. 이 클로저는 절때 escape하지 않는다. 표준 라이브러리에 map, 다린 일반적인 sequence, 그리고 collection 알고리즘에도 동일하다.
escaping 클로저와 non-escaping 클로저의 차이가 왜 중요할까?
간단히 말해 메모리관리 때문이다. 클로저가 붙잡고있는 모든 오브젝트는 강참조로 들고 있으며, 클로저 안에서 self의 프로퍼티나 self의 메소드에 접근하려 한다면 이 모든것들이 묵시적으로 self 파라미터를 다루기 때문에 self까지 포함하여 들고 있는다.
이러한 방식은 굉장히 참조 사이클(reference cycle)을 마주치기 쉬운데, 이것이 왜 컴파일러가 클로저 안에서 명시적으로 self를 쓰게 만드는지에대한 이유이다. 명시적으로 쓰게 만듦으로서 당신에게 잠재적인 참조 사이클에대해 생각해볼 수 있게 해주고, 붙잡고 있는 항목들을 이용해 손수 해결할 수 있게 해준다.
그러나 non-escaping 클로저로는 참조 사이클을 만드는게 불가능하다. 클로저는 함수 리턴시점까지 붙잡아둔 모든 오브젝트를 릴리즈(release) 시킬 것이라는 것을 컴파일러가 보장한다. 이러한 이유로 escaping 클로저에서만 명시적으로 self를 사용하여 참조할 것을 요구한다. 이 점이 non-escaping 클로저 사용을 더 확실히 즐겁게 해준다.
non-escaping 클로저의 또다른 장점은 컴파일러가 더 적극적으로 퍼포먼스 최적화를 수행할 수 있다는 점이다. 예를들어 클로저의 라이프타임을 알고 있을때 몇몇 리테인(retain)과 릴리즈(release) 호출은 생략할 수 있다. 또, non-escaping 클로저라면 클로저의 컨텍스트를 위한 메모리가 힙이 아닌 스택에 담아둘 수 있다.(현재 Swift 컴파일러가 이러한 최적화를 시키는지는 잘 모르지만 2016년3월 버그리포팅에서 그렇게 하지말자고 제안이 들어왔었다)
디폴트로 클로저는 non-escaping이다.
Swift3부터 non-escaping 클로저가 디폴트이다. 만약 클로저 파라미터에 escape 시키고 싶으면 그 타입에다가 @escaping 지시자를 써야한다. 예를들어 DispatchQueue.async (escaping)와 DispatchQueue.sync (non-escaping) 선언이 있다.
Swift3 전까지는 좀 다른 방식으로 동작했었는데, escaping이 디폴트이고 오버라이드에 @nonescape를 추가할 수 있었다. 이러한 새로운 동작은 디폴트에의해 더 안전해진다는 면에서 더 좋은데, 이제 함수 인자는 반드시 참조 사이클의 잠재성이 있다는 것을 명시적으로 표시해주어야한다. 따라서 @escaping 지시자는 이 기능을 사용하는 개발자에게 경고를 해주는 역할을 한다.
...그러나 오직 즉석 함수 파라미터(immediate function parameters)로서
디폴트에의한 non-escaping 규칙에 대해 주목할 것이 있다. 이는 직접 함수 매개 변수 위치의 클로저에만 적용된다. 즉, 함수 타입을 가지는 모든 함수 인자에 적용된다. 다른 모든 클로저는 escaping하고 있다.
직접 파라미터 위치가 무슨 뜻일까?
예제를 한번 보자. 가장 간단한 예제로는 map이 있다. 이 함수는 직접 클로저 파라미터를 받는다. 우리가 보았듯 클로저는 non-escaping이다. (여기서 실제 map의 표시를 말하려는게 아니므로, 그것들을 조금 생략하겠다)
함수 타입의 변수들은 항상 escaping이다.
반대로, 변수나 프로퍼티가 함수 타입을 가질 수 있다. 이때는 명시적인 지시 없이 자동으로 escaping이 된다.(사실은 @escaping을 넣으면 에러가 뜬다) 이렇게 이해할 수 있는데, 변수에 값을 할당하면 묵시적으로 값을 변수의 범위로 escape할 수 있기 때문이다. 이것은 non-escaping 클로저로 허가될 수 없다. 그러나 드물게 지시되지 않는 함수는 파라미터에서의 의미가 아닌 다른 곳에서는 다른 의미를 가지기 때문에 혼란스러울 수 있다.
옵셔널 클로저는 항상 escaping이다.
더욱 놀라운 점은, 파라미터로 쓰이지만 다른 타입(튜플이나 enum case, 옵셔널 같은)으로 감쌓여진 클로저들 또한 escaping이라는 것이다. 이 경우에 클로저는 더이상 직접 파라미터가 아니므로 자동으로 escaping된다. 그 결과 Swift3에서는 파라미터가 옵셔널이면서 동시에 non-escaping한 곳에 함수인자로 받는 함수를 만들지 못한다. 아래의 다소 인위적인 예제를 생각해보자. transform 함수는 정수 n과 옵셔널 변환 함수인 f를 받아 f(n)를 반환하거나 f가 nil이면 n을 반환한다.
여기서 ( (Int) -> Int )?가 Optional<(Int) -> Int>의 축약이기 때문에 함수 f는 escaping이며, 따라서 함수 타입은 직접 파라미터 위치에 있지 않다. 이 결과는 우리가 바라는 것이 아닌데, 여기서 f가 non-escaping 될 수 없는 이유가 없기 때문이다.
옵셔널 파라미터를 디폴트 구현으로 대체하자.
Swift 팀은 이 한계를 알고있고, 미래의 배포에서 고치기로 계획했다. 그전까지 우리가 이것을 알고 있어야한다. 현재 강제로 옵셔널 클로저를 non-escaping할 방법은 없지만, 많은 경우에 클로저에다 디폴트 값을 제공하여 옵셔널 인자를 피할 수 있을 것이다. 우리 예제에서는 디폴트 값이 항등 함수(identity function)이고, 이 함수는 간단하게 인자를 바꾸지않고 그대로 반환한다.
옵셔널과 non-escaping 변형을 제공하기 위해 오버로드를 사용하자
디폴트 값을 제공하기 힘든 경우라면, Michael Ilseman이 오버로드를 사용할 것을 제안했다. 여러분은 함수의 두기자 변형을 만드는데, 하나는 옵셔널(escaping) 함수 파라미터를 받고, 하나는 non-옵셔널, non-escaping 파라미터를 받는다.
어떤 함수가 호출되었는지 설명하기 위해 print 상태를 추가했다. 여러 인자로 이 함수를 테스트해보자. 당연하게도 nil을 보내면, 그 인풋과 일치하는 것이 하나밖에 없으므로 타입 체커가 첫번째 오버로드를 선택한다.
동일하게, 옵셔널 함수 타입을 가지고 있는 변수를 보낸다.
그 변수가 non-옵셔널 타입일지라도, Swift는 여전히 첫번째 오버로드를 선택할 것이다. 그 이유는 변수에 저장된 함수는 자동으로 escaping되고, 따라서 non-escaping 인자를 예상한 두번째 오버로드와는 일치하지 않는다.
그러나 클로저 표현식을 보낼때 이것은 바뀐다. 즉 함수 리터럴이 이 자리에 있을때 말이다. 이제 두번째 오버로드 non-escaping이 선택된다.
리터럴 클로저 표현식으로 higher-order 함수를 호출하는 것은 굉장히 일반적이므로, 대부분의 경우 선택적으로 여전히 nil을 보낼 수 있게 해줌으로서 여러분을 즐거운 길(참조 사이클을 생각할 필요 없는 non-escaping)로 안내해줄것이다. 이런 방식으로 한다면 왜 두가지 오버로드가 필요한지 증명할 수 있을 것이다.
타입에일리어스(typealiases)는 항상 escaping이다.
마지막으로 한가지 알고 있어야 하는 것은 Swift3에서는 타입에일리어스에 escaping 혹은 non-escaping 지시자를 넣을 수 없다는 것이다. 함수 선언에서 함수 타입을 위해 타입에일리어스를 사용한다면 그 파라미터는 항상 escaping으로 생각될 것이다. 이 버그 수정은 이미 마스터 브런치에서 이루어졌고, 다음 배포에 적용될 수 있을 것이다.
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