iOS-底层原理 10：strong©&weak底层分析 以及 方法签名和attribute简写含义

在clang编译的cpp文件中可以发现strong & copy & weak 修饰的属性在编译的底层代码中是有区别的。

修饰的属性strong & copy & weak 底层分析

• 在LGPerson中我们定义了两个两个属性，分别用copy和strong修饰

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• 用clang将main.m文件编译成main.cpp,然后发现copy 和strong修饰的属性的set方法是有区别的

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这里就有疑问了，为什么copy修饰的属性使用了objc_setProperty，而strong修饰的没有？

• 在LLVM中搜索”objc_setProperty，找到如下所示的getOptimizedSetPropertyFn方法中

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从这里即可看出，针对不同的修饰符，返回的那么是不同的
copy修饰

• 如果是atomic + copy修饰，name为objc_setProperty_atomic_copy
• 如果是atomic 且没有copy修饰，name为 objc_setProperty_atomic
• 如果是nonatomic + copy 修饰，name为 objc_setProperty_nonatomic_copy

• 其他剩余的组合，即nonatomic 或者nonatomic + strong或者nonatomic + weak等，name为objc_setProperty_nonatomic

上述的几个name分别对应objc-781源码中的如下方法

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然后通过汇编调试发现，最终都会走到objc_storeStrong

• copy修饰的属性汇编调试结果

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• strong修饰的属性汇编调试结果

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• 源码中搜索objc_storeStrong，有如下源码，主要也是retain新值，release旧值

void
objc_storeStrong(id *location, id obj)
{
    id prev = *location;
    if (obj == prev) {
        return;
    }
    objc_retain(obj);//retain新值
    *location = obj;
    objc_release(prev);//release旧值
}

• llvm编译源码中搜索objc_storeStrong，找到EmitARCStoreStrongCall方法，如下图所示，发现copy 和strong修饰的属性执行的策略是不一致的

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• llvm中搜索EmitARCStoreStrongCall方法，在GenerateCopyHelperFunction方法有调用，然后在这里发现了strong 和 weak的不同处理

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其中BlockCaptureEntityKind有如下的枚举值以及表示的含义

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• 如果是weak修饰，执行EmitARCCopyWeak方法，如下所示，weak在底层的调用是 objc_initWeak

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• 如果是strong修饰，执行EmitARCStoreStrongCall方法

结论

综上分析可得如下几点：

1,copy修饰：

• 如果是atomic + copy修饰，name为objc_setProperty_atomic_copy
• 如果是atomic 且没有copy修饰，name为 objc_setProperty_atomic
• 如果是nonatomic + copy 修饰，name为 objc_setProperty_nonatomic_copy

• 其他剩余的组合，即nonatomic 或者nonatomic + strong或者nonatomic + weak等，name为objc_setProperty_nonatomic

2, copy和strong和 weak :

• copy和strong 在底层都调用objc_storeStrong，本质是新值retain，旧值release
• copy和strong修饰的属性在底层编译的不一致，主要还是llvm中对其进行了不同的处理的结果。copy的赋值是通过objc_setProperty，而strong是执行EmitARCStoreStrongCall方法，赋值时通过self + 内存平移（即将指针通过平移移至name所在的位置，然后赋值），然后还原成 strong类型
• weak 执行EmitARCCopyWeak方法，在底层调用objc_initWeak

weak修饰的对象释放则自动被置为nil的实现原理：

weak 关键字的作用弱引用，所引用对象的计数器不会加一，并在引用对象被释放的时候自动被设置为 nil。

weak的函数调用关系图过程：

image.png

Runtime维护了一个weak表(weak_table_t)，存储指向某个对象的所有weak指针。
weak表(weak_table_t)其实是一个hash（哈希）表，存储所有引用weak对象。Key是所指对象的地址，Value是weak指针的地址数组（这个地址的值是所指对象的地址，此地址是weak_entry_t 类型结构体）。

image.png

weak_table_t结构体如下：

struct  weak_table_t {
    weak_entry_t * weak_entries; //保存了所有指向指定对象的weak指针   weak_entries的对象
    size_t    num_entries;      // weak对象的存储空间
    uintptr_t mask;             //参与判断引用计数辅助量
    uintptr_t max_hash_displacement; //hash key 最大偏移值
};

weak 的实现原理可以概括一下三步：

• 1、初始化时：runtime会调用objc_initWeak函数，初始化一个新的weak指针指向对象的地址。
• 2、添加引用时：objc_initWeak函数会调用objc_storeWeak()函数， objc_storeWeak() 的作用是更新指针指向，创建对应的弱引用表。
• 3、释放时，调用clearDeallocating函数。clearDeallocating函数首先根据对象地址获取所有weak指针地址的数组，然后遍历这个数组把其中的数据设为nil，最后把这个entry从weak表中删除，最后清理对象的记录。