从@property说起（二）当我们写下@property (nonatomic, weak) id obj时，我们究竟写了什么

2024年5月21日 171次阅读 来源: Curiosity

@property (nonatomic, weak) id obj;

先看下面一段代码

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface TestClass : NSObject
@property (nonatomic, weak) id foo;
@end

@implementation TestClass
@synthesize foo = _foo;

- (id)foo {
    return _foo;
}

- (void)setFoo:(id)foo {
    _foo = foo;
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    TestClass *obj = [TestClass new];
    obj.foo = [NSObject new];
    NSLog(@"%@", obj.foo);
    
    return 0;
}

这段代码应该没有疑问，输出的是null。
那么究竟为什么是null？如果你仅仅给出答案说，因为foo这个属性是weak修饰，是不是太过简单了点。
所以，问题要一点点分析，首先就是：

weak是如何做到不持有对象，但能得到对象值的

这个问题，首先就是要先知道，weak真正的作用，实际是__weak修饰符。当我们声明一个weak属性foo时，实际是声明了一个__weak id _foo;
于是我们真正要讨论的，是__weak关键字。
实际上这个问题随便搜一下有很多答案，大部分答案都来自于iOS业界著名的一本书——Kazuki Sakamoto所著《Objective-C高级编程》。这本书的确很好，但是，在有些地方个人认为跳跃太大，导致读者容易出现误解。__weak关键字的实现部分就是如此。
首先我们先看书中的解释：

{
    id __weak obj1 = obj;
}

假设obj附加__strong修饰符并被赋值。
编译器会把这段代码转换成运行时代码

id obj1;  
objc_initWeak(&obj1, obj);  
objc_destoryWeak(&obj1);

即编译器会通过objc_initWeak函数初始化__weak修饰的变量，当变量的作用域结束后会通过objc_destoryWeak函数释放该变量。objc_initWeak函数实际干的活是：

objc1 = 0;  
objc_storeWeak(&obj1, obj);

这里是先将指针objc1置成0，再调用objc_storeWeak函数使得obj1指向obj对象。
接下来的objc_destoryWeak函数的实际操作如下：

objc_storeWeak(&obj1, 0);

总结一下，刚才的整个过程模拟代码如下：

id obj1;  
obj1 = 0;  
objc_storeWeak(&obj1, obj);  
objc_storeWeak(&obj1, 0);

实际上，objc_storeWeak函数会把第二个参数的对象的地址作为key，并将第一个参数（__weak关键字修饰的指针的地址）作为值，注册到weak表中。如果第二个参数为0（说明对应的对象被释放了），则将weak表中将整个key-value键值对删除，这就是__weak关键字的核心思想！
在那本书，到这里讲得都非常好，然而可能是因为年代久远，当时runtime也没有开源，所以关于 id __weak obj = [NSObject new]这个问题描述不太清晰。
下面是我的例子：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    NSObject *foo = [NSObject new];
    __weak id obj = foo;
    NSLog(@"%@", obj);
    obj = [NSObject new];
    NSLog(@"%@", obj);
    return 0;
}

显然第一个log是有值的，第二个log应该是null。
那么问题就是，为什么第二个log没有办法取到值。
当然这个结果本身就是__weak的特性，我们要讨论的，就是这个特性是如何实现的。

首先，再给obj声明并赋初值时，foo这个局部变量默认就是__strong的，所以，obj可以储存foo的值。这个没有什么疑问。那么关键就在于，下面的obj
= [NSObject new]是不会调用objc_initWeak函数，但是依然成功把obj置空了。

所以一步步分析：

obj = [NSObject new];

实际转换为

id objc_storeWeak(&obj, newObj)

newObj显然不为0，于是storeWeak函数成功返回了id类型的newObj。

然后关键在于下一步，参数newObj由于没有被任何变量引用，所以newObj的作用域在storeWeak函数返回后，就结束了。

于是

newObj调用下面的函数
void objc_release(id obj)
被成功释放

而在此时，newObj的dealloc是调用了objc_clear_deallocating函数，这个函数实现可以通过runtime源码来查看，其中就包含：

首找出对象对应的weak_entry_t链表，然后挨个将弱引用置为nil。最后清理对象的记录。

这样，就会调起obj的objc_destroyWeak(&obj)函数，而这个函数的实现是：

void
objc_destroyWeak(id *location)
{
    (void)storeWeak<true/*old*/, false/*new*/, false/*crash*/>
        (location, nil);
}

第二个参数直接传nil，于是清理obj中的值。

所以，我们再回头看一下，@property (nonatomic, weak) id obj的setter方法：

- (void)setObj:(id)obj {
    _obj = obj;
}

实际上，setter的实现，在编译完成后，会转换为

    objc_storeWeak(&_obj, obj);
    objc_release(obj);

所以当我们写下

@property (nonatomic, weak) id obj;

我们到底写下了什么。

在下一篇中，就需要讲一下nonatomic和atomic了

    原文作者：Curiosity
    原文地址: https://segmentfault.com/a/1190000008781326
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