Životní cyklus objektů

Pro možnost definování, zda daná reference je pro daný objekt životně kritická, je často možné definovat na základě dvou typů referencí a to silných (angl. strong references) a slabých (angl. weak references). Pro upřesnění, doba existence objektu, neboli doba po kterou je objekt udržován v paměti je závislá na existenci alespoň jednoho silného odkazu na tento objekt. Pokud již není žádná taková reference, je to indikátor pro správce paměti, že tento objekt není už dále  potřeba uchovávat v paměti.

S životností a možností reference je také úzce spjat rozsah působnosti.

class Foo {}
var newFoo = Foo() // Vytvoření nového objektu

/*
Přiřazení silné reference na objekt do proměnné. 
Silná reference se vytváří defaultně.
*/
var strongReference = newFoo    
weak var weakReference = newFoo // Přiřazení slabé reference na objekt.

Obecně objekty jakožto proměnné, konstanty a další programovací konstrukce, které jsou deklarované na nejvyšší úrovni zdrojového souboru jsou přístupné v jakémkoliv jiném zdrojovém souboru v rámci stejného modulu. Na nejvyšší úrovni zdrojového souboru je deklarováno vše, co není deklarované uvnitř nějakého bloku kódu.

Je však potřeba poznamenat, že se jedná často o výchozí chování, které může být upraveno pomocí modifikátorů přístupu.

Modifikátory přístupu se u jednotlivých objektových programovacích jazyků z větší části často shodují, ale mají i své unikátní modifikátory.

Lokální, neboli vnořený rozsah, je podmnožinou globálního rozsahu a je obecně formován každou novou organizační jednotkou (modulem, zdrojový souborem, třídou a nebo blokem kódu). Každá jednotka má svůj rozsah působnosti. Zdrojový soubor vytváří nový rozsah působnosti. Třída vytváří svůj rozsah a nebo také i funkce, či metoda.

V modulech jsou obsaženy zdrojové soubory programu. Tyto soubory se tedy nachází v jeho lokálním rozsahu působnosti, pro které je daný modul jakýmsi globálním rozsahem působnosti.

Každý objekt je deklarovaný u určitém místě hierarchie působností. Hierarchie určuje jaké objekty jsou přístupné (viditelné) pro jiné objekty. Stanovuje, že objekty deklarované na určité úrovni, jsou viditelné ostatním objektům, které jsou deklarované buď na stejné nebo vyšší úrovni hierarchie.

Obecně platí, že objekty vzniklé v prostoru určitého rozsahu působnosti objektu, také zanikají společně s objektem tvořící tento rozsah působnosti. Pokud tedy během životnosti objektu tvořící tento rozsah působnosti nenavázali jinou silnou referenci s jiným objektem.

// Rozsah působnosti třídy Foo.
class Foo {
    // Rozsah působnosti metody `greeting`. Je definovanám třídou Foo. 
    func greeting() {
        // Rozsah působnosti proměné `text`. 
        var text = "Hello there!" // Lokální proměnná metody `greeting` 
        print(text)
    }
}

Vytváření objektů lze rozdělit do dvou operací: alokace paměti a inicializace , kde inicializace zahrnuje přiřazení hodnot do polí objektů a případné spuštění libovolného jiného kódu. Jedná se o koncept úrovni implementace, kde jsou jemné rozdíly s rozlišováním deklarace a definice proměnné. Pro objekt, který je vázán na proměnnou, může být deklarace vyjádřena jako provedení alokace v paměti (vyhrazení místa pro objekt) a definice samotným přiřazením hodnoty. Infromace o deklaraci jsou spíše použity pouze pro kompilátor (např. Překlad názvů), neodpovídá přímo zkompilovanému kódu.

Podobně i zánik objekt může být rozdělen do dvou kroků a to finalizace a uvolnění z paměti (dealokace). Analogicky lze zničení objektu rozdělit do dvou operací, v opačném pořadí: finalizace a uvolnění z paměti. Tyto proměnné nemají analogické koncepty na úrovni jazyka pro proměnné: proměnná životnost končí implicitně (pro automatické proměnné – odebráním ze zásobníku, pro statické proměnné – ukončením programu) a v této době (nebo později v závislosti na implementaci) je paměť uvolněna, ale žádná finalizace se obecně neděje. Když je však životnost objektu vázána na životnost proměnné, konec životnosti proměnné způsobí dokončení objektu; toto je standardní paradigma v C + +.

Tyto výsledky společně přinášejí čtyři kroky na úrovni implementace:

• alokace,
• inicializace
• destrukce (finalizace)
• dealokace (uvolnění)

Tyto kroky mohou být prováděny automaticky jazykovým modulem runtime, interpreterem nebo virtuálním strojem, nebo může být programátorem specifikován ručně v podprogramu, konkrétně pomocí metod – četnost těchto změn se mezi jednotlivými kroky a jazyky výrazně liší. Inicializace je velmi běžně programátorem specifikovaná ve třídních jazycích, zatímco v striktních prototypových jazycích se inicializace automaticky provádí kopírováním. Dokončení je také velmi obyčejné v jazycích s deterministickou destrukcí, pozoruhodně C + +, ale hodně méně obyčejný v garbage-sbíral jazyky. Přidělení je více zřídka specifikováno a deallocation obecně nemůže být specifikován.

Důležitá precisnot musí být definována pro jednostlivé stavy objektu během vytváření, ničení nebo zpracování případů, kdy dochází k chybám nebo výjimkám. Výslovně řečeno, životnost objektu začíná, jakmile se alokace dokončí a končí, když začíná uvolňování z paměti. Během inicializace a finalizace je tedy objekt živý, ale nemusí být v konzistentním stavu. Zajištění konzistence třídy je klíčovou součástí inicializace a musí být udržován během doby, která začíná v bodě dokončení inicializace, a končí při započatí finalizace. Během této doby se očekává, že objekt je živý a v konzistentním statu.

Pokud selhává tvorba nebo zničení, hlášení chyb (často vyvoláním výjimky) může být složité: objekt nebo související objekty mohou být v nekonzistentním stavu av případě zničení – což se obecně děje implicitně, a tedy v nespecifikovaném prostředí – může být obtížné zpracovávat chyby. Opačný problém – příchozí výjimky, ne odchozí výjimky – je to, zda by se mělo vytvořit nebo zničit jinak, pokud se vyskytnou během zpracování výjimek, kdy může být žádoucí jiné chování.

Další subtilitou je, že k vytváření a destrukci dochází u statických proměnných, jejichž životnost se shoduje s dobou běhu programu – kdy dochází k tvorbě a destrukci během běžného provádění programu nebo ve speciálních fázích před a po pravidelném provedení – a jak jsou objekty zničeny v programu ukončením, kdy program nemusí být v obvyklém nebo konzistentním stavu. Jedná se zejména o problém, který se týká jazyků využívající Garbage-collector, protože při ukončení programu mohou mít spoustu odpadků.

#Swift

class Foo {
    
    /// Třídní metoda - konstruktor
    init() { }
    
    /// Instanční metoda - destruktor
    deinit() {}
}

var newFoo = Foo() // Inicializace objektu 
newFoo.deinit() // Manuální destrukce objektu