Q: 一个weak修饰的变量时怎么被加入到弱引用表中的？来看一个代码块：
{
id __weak obj1 = obj;
}
// 编译后
{
id obj1;
objc_initWeak(&obj1, obj);
}
// 在这个过程中，发生了什么？
我们先来看看objc_initWeak调用了什么方法。
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我们从源码可以得知其中的调用顺序。看名称可以得知，具体的注册弱引用的步骤是在weak_register_no_lock内部的。现在我们具体分析一下每一步的函数都做了什么。
// 这个方法传递了2个参数值，一个是要指向弱引用对象的对象，一个是需要被弱引用的对象。
/**
* Initialize a fresh weak pointer to some object location.
* It would be used for code like:
*
* (The nil case)
* __weak id weakPtr;
* (The non-nil case)
* NSObject *o = ...;
* __weak id weakPtr = o;
*
* This function IS NOT thread-safe with respect to concurrent
* modifications to the weak variable. (Concurrent weak clear is safe.)
*
* @param location Address of __weak ptr.
* @param newObj Object ptr.
*/
id
objc_initWeak(id *location, id newObj)
{
// 这个方法内部就做了一个非空判断，然后直接走到storeWeak方法中
if (!newObj) {
*location = nil;
return nil;
}
// 这里使用了C++的模板，DontHaveOld(无老对象)，DoHaveNew(有新对象)，DoCrashIfDeallocating(销毁过程中不Crash)
return storeWeak
(location, (objc_object*)newObj);
}
接下来我们看看storeWeak方法的实现，这里因为我们在上面的objc_initWeak传入的参数是无老对象，有新对象，所以我们按照上面传参的逻辑分析下面的代码。
enum CrashIfDeallocating {
DontCrashIfDeallocating = false, DoCrashIfDeallocating = true
};
template
static id
storeWeak(id *location, objc_object *newObj)
{
// 这里做了一些值判断
assert(haveOld || haveNew);
if (!haveNew) assert(newObj == nil);
// 声明局部变量
Class previouslyInitializedClass = nil;
id oldObj;
SideTable *oldTable;
SideTable *newTable;
// Acquire locks for old and new values.
// Order by lock address to prevent lock ordering problems.
// Retry if the old value changes underneath us.
retry:
if (haveOld) { // 我们没有old所以这里直接过
oldObj = *location;
oldTable = &SideTables()[oldObj];
} else {
oldTable = nil;
}
if (haveNew) { // 有新对象，走这里
// 从SideTables当中，拿到newObj所在的表，赋值给newTable
newTable = &SideTables()[newObj];
} else {
newTable = nil;
}
SideTable::lockTwo(oldTable, newTable);
if (haveOld && *location != oldObj) { // 我们没有old所以这里直接过
SideTable::unlockTwo(oldTable, newTable);
goto retry;
}
// Prevent a deadlock between the weak reference machinery
// and the +initialize machinery by ensuring that no
// weakly-referenced object has an un-+initialized isa.
if (haveNew && newObj) { // 有新对象，且传递进来的newObj是有值的
Class cls = newObj->getIsa(); // 根据newObj的isa指针 找到类对象
if (cls != previouslyInitializedClass &&
!((objc_class *)cls)->isInitialized()) // 判断类是否已经初始化
{ // 已经初始化过了 这里面的内容不影响注册weak
SideTable::unlockTwo(oldTable, newTable);
_class_initialize(_class_getNonMetaClass(cls, (id)newObj));
// If this class is finished with +initialize then we're good.
// If this class is still running +initialize on this thread
// (i.e. +initialize called storeWeak on an instance of itself)
// then we may proceed but it will appear initializing and
// not yet initialized to the check above.
// Instead set previouslyInitializedClass to recognize it on retry.
previouslyInitializedClass = cls;
goto retry;
}
}
// Clean up old value, if any.
if (haveOld) { // 我们没有old所以这里直接过
weak_unregister_no_lock(&oldTable->weak_table, oldObj, location);
}
// Assign new value, if any.
if (haveNew) {
/* 这里就是我们在上图中看到的weak_register_no_lockg方法，这个函数接收4个参数
1. weak_table_t *weak_table, 弱引用表
2. id referent_id, 需要被引用的对象
3. id *referrer_id, 弱引用指针
4. bool crashIfDeallocating, 对象在废弃的过程中，Crash的一个标志位
*/
newObj = (objc_object *)
weak_register_no_lock(&newTable->weak_table, (id)newObj, location,
crashIfDeallocating);
// weak_register_no_lock returns nil if weak store should be rejected
// Set is-weakly-referenced bit in refcount table.
if (newObj && !newObj->isTaggedPointer()) {
// 新对象有值 且不是小对象的指针类型 就设置这个对象有弱引用的标志位
newObj->setWeaklyReferenced_nolock();
}
// Do not set *location anywhere else. That would introduce a race.
*location = (id)newObj;
}
else {
// No new value. The storage is not changed.
}
SideTable::unlockTwo(oldTable, newTable);
return (id)newObj;
到这里，已经可以大致了解弱引用大致的注册流程了，我再来看看weak_register_no_lock中所做的操作
...
// 我们重点看这里
if ((entry = weak_entry_for_referent(weak_table, referent))) {
// 将新的弱引用指针添加到弱引用数组当中
append_referrer(entry, referrer);
}
else { // 如果没有获取到弱引用数组，则重新创建，然后添加
weak_entry_t new_entry(referent, referrer);
weak_grow_maybe(weak_table);
weak_entry_insert(weak_table, &new_entry);
}
...
现在再看看系统是如何查找到弱引用表中的弱引用数组的
/**
* Return the weak reference table entry for the given referent.
* If there is no entry for referent, return NULL.
* Performs a lookup.
*
* @param weak_table
* @param referent The object. Must not be nil.
*
* @return The table of weak referrers to this object.
*/
static weak_entry_t *
weak_entry_for_referent(weak_table_t *weak_table, objc_object *referent)
{
assert(referent);
// 拿到弱引用结构体数组
weak_entry_t *weak_entries = weak_table->weak_entries;
if (!weak_entries) return nil;
// 通过Hash算法根据原对象地址找到对应的索引位置
size_t begin = hash_pointer(referent) & weak_table->mask;
size_t index = begin;
size_t hash_displacement = 0;
// 这个while用来解决Hash冲突，如果找到的位置不是当前要查找的对象，会根据冲突算法来移动索引位置，直到找到要查找的对象
while (weak_table->weak_entries[index].referent != referent) {
index = (index+1) & weak_table->mask;
if (index == begin) bad_weak_table(weak_table->weak_entries);
hash_displacement++;
if (hash_displacement > weak_table->max_hash_displacement) {
return nil;
}
}
// 找到了就返回弱引用表
return &weak_table->weak_entries[index];
}
总结一下这个流程。被weak修饰的变量，系统会在编译时调用objc_initWeak方法，然后调用storeWeak，再调用weak_register_no_\lock，在这个方法中，会根据对象的地址通过Hash算法计算出位置，然后插入到弱引用表中。
Q: 当一个对象释放，weak变量是怎么处理的？
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我们之前已经知道了大致的调用流程，现在我们看看weak_clear_no_lock方法是怎么实现的
/**
* Called by dealloc; nils out all weak pointers that point to the
* provided object so that they can no longer be used.
*
* @param weak_table
* @param referent The object being deallocated.
*/
void
// 这个对象有2个参数 一个是弱引用表 一个是需要被清除引用的对象
weak_clear_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id)
{
// 定义一个局部变量 用referent_id赋值
objc_object *referent = (objc_object *)referent_id;
// 找到对应的弱引用数组
weak_entry_t *entry = weak_entry_for_referent(weak_table, referent);
if (entry == nil) { // 如果没有 则当前对象没有弱引用 不用处理 直接返回
/// XXX shouldn't happen, but does with mismatched CF/objc
//printf("XXX no entry for clear deallocating %p\n", referent);
return;
}
// zero out references
weak_referrer_t *referrers;
size_t count;
if (entry->out_of_line()) { // 如果弱引用列表元素个数大于4走这里
referrers = entry->referrers;
count = TABLE_SIZE(entry);
}
else { // 如果弱引用列表元素个数小于4走这里
referrers = entry->inline_referrers;
count = WEAK_INLINE_COUNT;
}
// 到这里 referrers 就取到了当前对象对应的弱引用列表
for (size_t i = 0; i < count; ++i) {
objc_object **referrer = referrers[i];
if (referrer) {// 如果弱引用指针存在
if (*referrer == referent) { // 这个弱引用代表的地址就是当前对象的地址
*referrer = nil; // 弱引用指针置为nil
}
else if (*referrer) {
_objc_inform("__weak variable at %p holds %p instead of %p. "
"This is probably incorrect use of "
"objc_storeWeak() and objc_loadWeak(). "
"Break on objc_weak_error to debug.\n",
referrer, (void*)*referrer, (void*)referent);
objc_weak_error();
}
}
}
weak_entry_remove(weak_table, entry);
}
这里总结一下。当一个对象被dealloc，在dealloc的内部实现中，会调用weak_clear_no_lock方法。这个方法会在弱引用表中找到要被销毁的对象，然后把当前对象相对应的弱引用都取出来。置为nil。