iOS weak底层实现原理

Posted 2021-01-29 国孩

今年年底做了很多决定，离开工作三年的深圳，来到了上海，发现深圳和上海在苹果这方面还是差距有点大的，上海的市场8成使用swift编程，而深圳8成的使用OC，这点还是比较让准备来上海打拼的苹果工程师有点小压力的。毕竟以后苹果还是swift使用的多，现在已经swift4.x了，所以早点接触，还是有优势的，不过。咱们闲话少说，今天我们将继续讲述OC修饰属性的一个Weak修饰符的底层实现，有时间我会花时间讲述swift4.x。

 

一、weak基本用法

weak是弱引用，用weak来修饰、描述所引用对象的计数器并不会加1，而且weak会在引用对象被释放的时候自动置为nil，这也就避免了野指针访问坏内存而引起奔溃的情况，另外weak也可以解决循环引用。

拓展：为什么修饰代理使用weak而不是用assign？

assign可用来修饰基本数据类型，也可修饰OC的对象，但如果用assign修饰对象类型指向的是一个强指针，当指向的这个指针释放之后，它仍指向这块内存，必须要手动给置为nil，否则会产生野指针，如果还通过此指针操作那块内存，会导致EXC_BAD_ACCESS错误，调用了已经被释放的内存空间；而weak只能用来修饰OC对象，而且相比assign比较安全，如果指向的对象消失了，那么它会自动置为nil，不会导致野指针。

 

二、weak原理概括

weak表其实是一个哈希表，key是所指对象的指针，value是weak指针的地址数组。（value是数组的原因是：因为一个对象可能被多个弱引用指针指向）

Runtime维护了一张weak表，用来存储某个对象的所有的weak指针。

 

weak原理实现过程三步骤

1. 初始化开始时，会调用objc_initWeak函数，初始化新的weak指针指向对象的地址

　　2.紧接着，objc_initWeak函数里面会调用objc_storeWeak() 函数，objc_storeWeak() 函数的作用是用来更新指针的指向，创建弱引用表。

 　　3.在最后会调用clearDeallocating函数。而clearDeallocating函数首先根据对象的地址获取weak指针地址的数组，然后紧接着遍历这个数组，将其中的数组开始置为nil，把这个entry从weak表中删除，最后一步清理对象的记录。

 

拓展：详细步骤

1. 初始化开始时，会调用objc_initWeak函数，初始化新的weak指针指向对象的地址

当我们初始化weak变量时，runtime会调用NSObject.mm中的objc_initWeak，而objc_initWeak函数里面的实现如下：

id objc_initWeak(id *location, id newObj) {
// 查看对象实例是否有效,无效对象直接导致指针释放
    if (!newObj) {
        *location = nil;
        return nil;
    }
    // 这里传递了三个 bool 数值
    // 使用 template 进行常量参数传递是为了优化性能
    return storeWeakfalse/*old*/, true/*new*/, true/*crash*/>
    (location, (objc_object*)newObj);
}

通过上面代码可以看出，objc_initWeak（）函数首先判断指针指向的类对象是否有效，无效，直接返回；否则通过storeWeak（）被注册为一个指向value的_weak对象

　　2. objc_initWeak函数里面会调用objc_storeWeak() 函数，objc_storeWeak() 函数的作用是用来更新指针的指向，创建弱引用表。

　　3..在最后会调用clearDeallocating函数。而clearDeallocating函数首先根据对象的地址获取weak指针地址的数组，然后紧接着遍历这个数组，将其中的数组开始置为nil，把这个entry从weak表中删除，最后一步清理对象的记录。

 

问：当weak指向的对象被释放时，如何让weak指针置为nil的呢？

1、调用objc_release
2、因为对象的引用计数为0，所以执行dealloc
3、在dealloc中，调用了_objc_rootDealloc函数
4、在_objc_rootDealloc中，调用了object_dispose函数
5、调用objc_destructInstance
6、最后调用objc_clear_deallocating,详细过程如下：
   a. 从weak表中获取废弃对象的地址为键值的记录
   b. 将包含在记录中的所有附有 weak修饰符变量的地址，赋值为   nil
   c. 将weak表中该记录删除
   d. 从引用计数表中删除废弃对象的地址为键值的记录

 

本文讲述了weak底层实现原理，也是面试经常被问到的一点，希望对大家有所帮助，谢谢！