iOS weak的底層實現

weak底層千千萬，吾竟裝作看不見...

weak基本用法

weak是弱引用，用weak描述修飾或者所引用物件的計數器不會加一，並且會在引用的物件被釋放的時候自動被設定為nil，大大避免了野指標訪問壞記憶體引起崩潰的情況，另外weak還可以用於解決迴圈引用。

weak原理概括

weak表其實是乙個hash（雜湊）表，key是所指物件的位址，value是weak指標的位址陣列。weak的底層實現的原理是什麼？

runtime維護了乙個weak表，用於儲存指向某個物件的所有weak指標。weak表其實是乙個hash表，key是所指物件的位址，value是weak指標的位址（這個位址的值是所指物件指標的位址）陣列。

為什麼value是陣列？因為乙個物件可能被多個弱引用指標指向

weak原理實現步驟

weak 的實現原理可概括三步：

1、初始化時：runtime會呼叫objc_initweak函式，初始化乙個新的weak指標指向物件的位址。

初始化流程圖

2、新增引用時：objc_initweak函式會呼叫 objc_storeweak() 函式， objc_storeweak() 的作用是更新指標指向，建立對應的弱引用表。

更新指標，建立弱引用表

3、釋放時，呼叫cleardeallocating函式。cleardeallocating函式首先根據物件位址獲取所有weak指標位址的陣列，然後遍歷這個陣列把其中的資料設為nil，最後把這個entry從weak表中刪除，最後清理物件的記錄。

weak實現三步驟詳細過程：1、初始化時：runtime會呼叫objc_initweak函式，objc_initweak函式會初始化乙個新的weak指標指向物件的位址。

示例**：

nsobject *obj = [[nsobject alloc] init];

id __weak obj1 = obj;

當我們初始化乙個weak變數時，runtime會呼叫 nsobject.mm 中的objc_initweak函式。

這個函式在clang中的宣告如下：

id objc_initweak(id *object, id value);

而對於 objc_initweak() 方法的實現如下：

id objc_initweak(id *location, id newobj) 

// 這裡傳遞了三個 bool 數值
// 使用 template 進行常量引數傳遞是為了優化效能
return storeweakfalse/*old*/, true/*new*/, true/*crash*/>
(location, (objc_object*)newobj);
}

這裡先判斷了其指標指向的類物件是否有效，無效直接釋放返回，不再往深層呼叫函式。否則，object將通過bjc_storeweak函式被註冊為乙個指向value的__weak物件。

注意：objc_initweak函式有乙個前提條件：就是object必須是乙個沒有被註冊為__weak物件的有效指標。而value則可以是null，或者指向乙個有效的物件。

2、新增引用時：objc_initweak函式會呼叫 objc_storeweak() 函式， objc_storeweak() 的作用是更新指標指向，建立對應的弱引用表。

objc_storeweak的函式宣告如下：

id objc_storeweak(id *location, id value);

objc_storeweak() 的具體實現,請參考weak弱引用實現的方式，這裡的實現很複雜，沒看懂，沒看懂。

3、釋放時，呼叫cleardeallocating函式。cleardeallocating函式首先根據物件位址獲取所有weak指標位址的陣列，然後遍歷這個陣列把其中的資料設為nil，最後把這個entry從weak表中刪除，最後清理物件的記錄。

當weak引用指向的物件被釋放時，又是如何去處理weak指標的呢？當釋放物件時，其基本流程如下：

1、呼叫objc_release

2、因為物件的引用計數為0，所以執行dealloc
3、在dealloc中，呼叫了_objc_rootdealloc函式
4、在_objc_rootdealloc中，呼叫了object_dispose函式
5、呼叫objc_destructinstance
6、最後呼叫objc_clear_deallocating,詳細過程如下：
a. 從weak表中獲取廢棄物件的位址為鍵值的記錄
c. 將weak表中該記錄刪除
d. 從引用計數表中刪除廢棄物件的位址為鍵值的記錄

拓展補充weak，__unsafe_unretained, unowned 與 assign區別致謝參考部落格：

weak 弱引用的實現方式

ios 底層解析weak的實現原理（包含weak物件的初始化，引用，釋放的分析）

iOS weak 自動置為nil的實現

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