iOS 属性修饰词和权限控制词

Swift 权限控制词

概述

swift3.0中，新增了fileprivate和open权限。swift4.0中，对fileprivate和private的访问范围做了调整。访问控制权限，限制了不同源文件和module之间的访问。这个特性使你可以隐藏一些代码的实现，和明确一些可以访问和使用的接口。

module 和 源文件

swift的访问控制模型是基于module和源文件的。
一个module是一个独立的代码建造单元，例如一个framework或者一个可以被其他module通过swift关键字import的单元。
一个源文件是在一个module中单独的swift源码（或是APP或framework里单独的文件）。虽然常见方式，是在分开的源文件里定义单独的类型，但一个源文件也可以包含多个类型、方法等的定义。

访问级别

swift提供了5个不同的访问级别，权限最高的是open，其次依次是public、internal、fileprivate，最低是private。默认使用的是internal。

open & public

使用open和public定义的实体，在它们定义的module的任意文件中皆可使用。其他module如果import了此实体，则其他module的源文件也可使用。一般在framework中指定的公开接口里，使用open和public级别。

** open 和 public 的区别**

• public或更低权限的类，只能在其定义的module中子类化
• public或更低权限的类的成员，只能在其定义的module中被重写或子类化
• open权限的类，可在其定义的module，或者import了其的module中子类化
• open权限的类的成员，可在其定义的module，或者import了其的module中重写或子类化

internal

intenal修饰的实体在其定义的module中皆可使用，但是在其他module中无法使用。一般定义APP或者framework内部结构的时候，会使用internal级别

fileprivate

fileprivate定义的实体，只能在其源文件中使用，当其只在整个源文件中使用的时候，使用fileprivate级别

private

private定义的实体，只能在定义的范围内，和其在同一文件的extension中使用，当其只在当前声明范围内使用的时候，使用private级别

使用原则

子类：子类的访问级别不可以高于父类，但子类重写的方法的访问级别可以高于父类
枚举：枚举的每个值都和它们所属枚举有相同的权限，且不能单独为某个值定义权限
协议：协议可以指定访问级别，并且对于协议的每一项来说，都和协议的访问级别相同，不能单独为协议的某个方法指定不同的访问级别

参考：
Swift访问控制权限

OC 属性修饰词

OC的属性修饰词可分为以下几类：

1. 原子性：nonatomic和atomic
2. 内存管理：assign、strong、weak、copy、retain和unsafe_unretained
3. 读写属性：setter、getter、readwrite、readonly
4. 可空性：nonnull、nullable、null_unspecified

1. 原子性：nonatomic和atomic

nonatomic

非原子性，一般属性都用 nonatomic 进行修饰，因为 atomic 非常耗时。

atomic

原子性，会在getter和setter时自动加互斥锁，来保证属性的赋值和取值是线程安全的。但不保证操作和访问。
比如说 atomic 修饰的是一个数组的话，那么我们对数组进行赋值和取值是可以保证线程安全的。但是如果我们对数组进行操作，比如说给数组添加对象或者移除对象，是不在 atomic 的负责范围之内的，所以给被 atomic 修饰的数组添加对象或者移除对象是没办法保证线程安全的。

2. 内存管理：assign、retain、strong、weak、copy和unsafe_unretained

assign

1）既可以修饰基本数据类型，也可以修饰对象类型；
2）setter方法的实现是直接赋值，用于基本数据类型；
3）修饰基本数据类型，NSInteger, CGFloat, int, float, BOOL等；
4）修饰对象类型时，引用计数不加一；
5）会产生悬垂指针（悬垂指针：assign 修饰的对象在被释放之后，指针仍然指向原对象地址，该指针变为悬垂指针。这时候如果继续通过该指针访问原对象的话，就可能导致程序崩溃）；

retain

1）MRC下使用，ARC下使用strong；
2）修饰强引用，将指针原来指向的旧对象释放掉，并指向新的对象。同时将新对象的引用计数加1；
3）setter方法的实现是，release旧值，retain新值，用于OC对象类型；

strong

1）ARC下才能使用；
2）原理同retain；
3）在修饰block时，strong相当于copy，而retain相当于assign；

weak

1）ARC下才能使用；
2）只能修饰对象类型；
3）修饰弱引用，不增加引用计数。用于避免循环引用；
4）weak修饰的对象在被释放之后，会自动将指针置为nil，不会产生悬垂指针；

copy

1）setter方法的实现是，release旧值，copy新值，用于NSString，block等类型；
2）当修饰可变类型的属性时，如NSMutableArray、NSMutableDictionary、NSMutableString，用strong；
3）当修饰不可变类型的属性时，如NSArray、NSDictionary、NSString，用copy；

unsafe_unretained

1）既可以修饰基本数据类型，也可以修饰对象类型；
2）MRC下经常使用，ARC下基本不用；
3）原理同weak，区别是unsafe_unretained会产生悬垂指针；

3. 读写属性：readwrite、readonly、setter、getter

readwrite

可读可写（默认），同时生成 setter 方法和 getter 方法的声明和实现。

readonly

只读，只生成 getter 方法的声明和实现。

setter

可以指定生成的 setter 方法名，如 setter = setName。

getter

可以指定生成的 getter 方法名，如 getter = getName。

4. 可空性

苹果在 Xcode 6.3 引入的一个 Objective-C 的新特性nullability annotations。这些关键字可以用于属性、方法返回值和参数中，来指定对象的可空性，这样编写代码的时候就会智能提示。在 Swift 中可以使用?和!来表示一个对象是optional的还是non-optional，如UIView?和UIView!。而在 Objective-C 中则没有这一区分，UIView即可表示这个对象是optional，也可表示是non-optioanl。这样就会造成一个问题：在 Swift 与 Objective-C 混编时，Swift 编译器并不知道一个 Objective-C 对象到底是optional还是non-optional，因此这种情况下编译器会隐式地将 Objective-C 的对象当成是non-optional。引入nullability annotations一方面为了让 iOS 程序员平滑地从 Objective-C 过渡到 Swift，另一方面也促使开发者在编写 Objective-C 代码时更加规范，减少同事之间的沟通成本。

关键字__nullable和__nonnull是苹果在 Xcode 6.3 中发行的。由于与第三方库的潜在冲突，苹果在 Xcode 7 中将它们更改为_Nullable和_Nonnull。但是，为了与 Xcode 6.3 兼容，苹果预定义了宏__nullable和__nonnull来扩展为新名称。同时苹果同样还支持没有下划线的写法nullable和nonnull，它们的区别在与放置位置不同。

注意：此类关键词仅仅提供警告，并不会报编译错误。只能用于声明对象类型，不能声明基本数据类型。

nullable、_Nullable 、__nullable

对象可以为空，区别在于放置位置不同

nonnull、_Nonnull、__nonnull

对象不能为空，区别在于放置位置不同

null_unspecified、_Null_unspecified 、__null_unspecified

未指定是否可为空，区别在于放置位置不同

null_resettable

1）getter 方法不能返回为空，setter 方法可以为空；
2）必须重写 setter 或 getter 方法做非空处理。否则会报警告Synthesized setter 'setName:' for null_resettable property 'name' does not handle nil

使用示例

• 声明属性

@property (nonatomic, copy, nullable) NSString * param;
@property (nonatomic, copy) NSString * _Nullable param;
@property (nonatomic, copy) NSString * __nullable param;

• 修饰方法返回值

- (nullable NSString *)method;
- (NSString * _Nullable)method;
- (NSString * __nullable)method;

• 修饰方法参数

- (void)methodWithParam:(nullable NSString *) param;
- (void)methodWithParam:(NSString * _Nullable) param;
- (void)methodWithParam:(NSString * __nullable) param;

• 例外情况：对于双指针类型对象、Block 的返回值、Block 的参数等，这时候就不能用nonnull/nullable修饰，只能用带下划线的__nonnull/__nullable或者 _Nonnull/_Nullable：

- (void)methodWithError:(NSError * _Nullable * _Nullable)error
- (void)methodWithError:(NSError * __nullable * __nullable)error;

- (void)methodWithBlock:(nullable id __nonnull  (^)(id __nullable params))block;

Audited Regions：Nonnull 区域设置

如果每个属性或每个方法都去指定nonnull和nullable，将是一件非常繁琐的事。苹果为了减轻我们的工作量，专门提供了两个宏：NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN和NS_ASSUME_NONNULL_END。在这两个宏之间的代码，所有简单指针类型都被假定为nonnull，因此我们只需要去指定那些nullable指针类型即可。示例代码如下：

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface AAPLList : NSObject 
// ...
- (nullable AAPLListItem *)itemWithName:(NSString *)name;
- (NSInteger)indexOfItem:(AAPLListItem *)item;

@property (copy, nullable) NSString *name;
@property (copy, readonly) NSArray *allItems;
// ...
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END

// --------------

self.list.name = nil;   // okay

AAPLListItem *matchingItem = [self.list itemWithName:nil];  // warning!

使用规范

1）对于属性、方法返回值、方法参数的修饰，使用：nonnull/nullable；
2）对于 C 函数的参数、Block 的参数、Block 返回值的修饰，使用：_Nonnull/_Nullable，建议弃用__nonnull/__nullable；

为了安全起见，苹果还制定了以下几条规则：

1）typedef类型的的可空性通常依赖于上下文，即使在 Audited Regions 中也不能假定它为nonnull；
2）对于复杂的指针类型（如id *）必须明确指定它的可空性。例如，指定一个指向nullable对象的nonnull指针，可以使用_Nullable id * _Nonnull；
3）特殊类型的NSError **经常用于通过方法参数返回错误，因此始终假定它是指向nullable的NSError对象的nullable的指针。

5. 所有权修饰符：__strong、__weak、__unsafe_unretained、__autoreleasing

__strong

1）强引用持有对象，可以对应 strong、retain、copy 关键字；
2）编译器将为 strong、retain、copy 修饰的属性生成带 __strong 所有权修饰符的实例变量。

__weak

1）弱引用持有对象，对应 weak 关键字，ARC下用来防止循环引用。
2）编译器将为 weak 修饰的属性生成带 __weak 所有权修饰符的实例变量。

__unsafe_unretained

1）弱引用持有对象，对应 unsafe_unretained、assign 关键字，MRC下用来防止循环引用。
2）编译器将为 unsafe_unretained 修饰的属性生成带 __unsafe_unretained 所有权修饰符的实例变量。
3）与 __weak 相比，它不需要遍历 weak 表来检查对象是否 nil，性能上要更好一些。但是它会产生悬垂指针。

__autoreleasing

1）在 MRC 中我们可以给对象发送 autorelease 消息来将它注册到 autoreleasepool 中，而在 ARC 中我们可以使用 __autoreleasing 修饰符修饰对象将对象注册到 autoreleasepool 中。

相关面试题

Q：atomic 修饰的属性是怎么样保存线程安全的？

答： 编译器会自动生成互斥锁，对 setter 和 getter 方法进行加锁，可以保证属性的赋值和取值原子性操作是线程安全的，但不包括操作和访问。比如说atomic修饰的是一个数组的话，那么我们对数组进行赋值和取值是可以保证线程安全的。但是如果我们对数组进行操作，比如说给数组添加对象或者移除对象，是不在atomic的负责范围之内的，所以给被atomic修饰的数组添加对象或者移除对象是没办法保证线程安全的。

Q：什么时候使用 weak/__weak 关键字？

1）ARC 中为了避免循环引用而使用，可以让相互引用的对象中的一个使用weak/__weak弱引用修饰，常用于对delegate和block的修饰；
2）Interface Builder 中 IBOutlet 修饰的控件一般也是用weak。

Q：assign 和 weak 关键字的区别有哪些？

1）weak只能修饰对象，而assign既可以修饰对象也可以修饰基本数据类型；
2）assign修饰的对象在被释放后，指针仍然指向原对象地址；而weak修饰的对象在被释放之后会自动置指针为 nil；
3）相同点：在修饰对象的时候，assign和weak都不改变对象的引用计数。

Q：assign可以用于OC对象吗？

答：不可以，assign一般用于修饰基本数据类型和oc数据类型。
基本数据类型和oc数据类型的内存被分配在栈上，而对象的内存被分配到堆上，栈的内存是由系统分配和释放的。堆的内存则由程序员管理。
所以，如果对象被释放了，该指针仍然指向对象的内存地址，不会设置为nil，而当这个内存地址再被使用时，就有可能会产生崩溃。

Q：weak如何实现自动赋nil？

答：runtime维护了一个weak表。用来存储某个对象的所有弱引用指针。weak表本质是一个哈希表，key是对象的内存地址，value是该对象的所有弱引用指针的地址的数组。当对象被释放时，会根据对象的内存地址，从weak表中获取所有弱引用指针的地址数组，然后遍历数组，将其地址中的数据置为nil，最后再将此keyvalue对从weak表移除。

Q：以下代码会出现什么问题？（深浅拷贝）

@property (copy) NSMutableArray *array;

答： 不论赋值过来的是NSMutableArray还是NSArray对象，进行copy操作后都是NSArray对象（深拷贝）。由于属性被声明为NSMutableArray类型，就不可避免的会有调用方去调用它的添加对象、移除对象等一些方法，此时由于copy的结果是NSArray不可变对象，对NSArray对象调用添加对象、移除对象等方法，就会产生程序异常。

参考：
OC - 属性关键字和所有权修饰符
iOS内存管理（6）--NSArray与NSMutableArray用copy修饰还是strong
OC中的属性关键字