• 【iOS开发】—— weak底层原理

    文章目录

    SideTables

    SideTables的定义：

    static StripedMap<SideTable>& SideTables() {
    return SideTablesMap.get();
}
这里的方法名是sideTables，返回值是StripedMap<SideTable>&
//这里面其实StripedMap里一共就一个PaddedT类型的数组，大小为StripeCount【64】
//可以大致理解为，该方法会返回一个StripedMap类型的数据结构，里面存储的类型是SideTable

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    SideTablesMap：

    static objc::ExplicitInit<StripedMap<SideTable>> SideTablesMap;
//StripedMap 是一个模板类，根据传递的实际参数决定其中 array 成员存储的元素类型。
// 能通过对象的地址，运算出 Hash 值，通过该 hash 值找到对应的 value 。

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    为了管理引用计数和weak指针，苹果创建了一个全局的哈希表SideTables，在这里面装的都是SideTable结构体，它使用对象的内存地址当它的key，来管理引用计数和weak指针。
    在这里插入图片描述

    补充知识

    哈希表
    基于数组的一种数据结构，通过一定的算法，把key进行运算得出一个数字，用这个数字做数组下标，将value存入这个下标对应的内存之中。

    哈希桶
    哈希算法算出的数字有可能会重复，对于哈希值重复的数据，如何存入哈希表呢？常用方法有闭散列和开散列等方式，其中采用开散列方式的哈希表称为哈希桶。开散列就是在哈希值对应的位置上，使用链表或数组，将哈希值冲突的数据存入这个链表或者数组中，提高查找效率。通俗点说：哈希桶就是将这个数组的单个空间扩展成一个拉链一样的结构，将指向同一个空间的值存到同一条拉链上。

    例如：在上面介绍的SideTable，SideTable就是一条拉链，一个对象根据其地址在SideTables上找到相应的SideTable，存入其中。拉链可以用数组/链表组织数据，Apple使用的是数组。

    SideTable

    SideTable的定义：

    struct SideTable {
    spinlock_t slock;
    RefcountMap refcnts;
    weak_table_t weak_table;
	...
}

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    下面我们先学习一下这三个结构体成员。

    spinlock_t slock自旋锁

    锁

    锁是操作系统中的一个概念，但在iOS中为了保证多线程安全，也引入了锁，确保同一时刻只有同一个线程来对同一个数据源进行访问。
    以引用计数举例，由于我们的程序是多线程的，可能在不同的线程都会对某个对象的应用计数操作，导致混乱，这里使用锁，当某次访问开始时，锁就被持有，其余访问就不能进行，当访问结束，锁被空出来，才能轮到其他访问去竞争这把锁。

    分离锁、分拆锁

    因为对象引用计数相关操作应该是原子性的。不然如果多个线程同时去写一个对象的引用计数，那就会造成数据错乱，失去了内存管理的意义。同时又因为内存中对象的数量是很大的，需要非常频繁的操作SideTables，所以不能对整个Hash表加锁。苹果采用了分离锁技术：

    • 分拆锁 (lock splitting) 和分离锁 (lock striping) 是降低线程请求锁的频率从而达到降低锁竞争的两种方式。相互独立的状态变量，应该使用独立的锁进行保护。但有时开发者会错误的使用一个锁保护所有的状态变量。对于这些锁需要仔细分配，以降低发生死锁的风险。
    • 如果一个锁守护多个相互独立的状态变量，你可能能够通过分拆锁，使每一个锁守护不同的变量。这样可以使每一个锁被请求的频率都变小了。分拆锁对于中等竞争强度的锁，能够有效的把它们大部分转化为非竞争的锁，使性能和可可伸缩性都得到了提高。
    • 分拆锁有时候可以被扩展，分成若干加锁块的集合，并且它们归属于相互独立的对象，这种情况就是分离锁。

    用SideTable来举例，如果是给SideTable中的每个对象的引用计数都加锁，那么就是分拆锁，但是这种加锁方式消耗很大。给每个SideTable加锁，只让某个SideTable不能多次访问，这就是分离锁。

    自旋锁和互斥锁

    • 相同点：都能保证同一时间只有一个线程访问共享资源。都能保证线程安全。
    • 不同点：
      • 互斥锁： 如果共享数据已经有其他线程加锁了，线程会进入休眠状态等待锁。一旦被访问的资源被解锁，则等待资源的线程会被唤醒。
      • 自旋锁：如果共享数据已经有其他线程加锁了，线程会以死循环的方式等待锁，一旦被访问的资源被解锁，则等待资源的线程会立即执行。也就是在锁操作需要等待的时候并不是睡眠等待唤醒，而是循环检测保持者是否已经释放了锁（繁忙等待）。
    • 自旋锁的效率高于互斥锁。但是我们要注意由于自旋时不释放CPU，因而持有自旋锁的线程应该尽快释放自旋锁，否则等待该自旋锁的线程会一直在那里自旋，这就会浪费CPU时间。
    • 自旋锁比较适用于锁使用者保持锁时间比较短的情况。

    苹果的选择

    苹果使用了自旋锁，分离锁，对于每个SideTable,中间都有自旋锁；同时给单个的SideTable上锁，保证了安全性的同时有兼具效率。

    RefcountMap

    在这里插入图片描述

    查看一下RefcountMap定义：

    typedef objc::DenseMap<DisguisedPtr<objc_object>,size_t,RefcountMapValuePurgeable> RefcountMap;

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    以DisguisedPtr为key的hash表来存储OC对象的引用计数。

    RefcountMap的工作逻辑：
    请添加图片描述

    那么引用计数是怎么加一的呢？下面用这个例子说明一下：

    在这里插入图片描述

    weak_table_t

    储存对象弱引用指针的hash表。weak功能实现的核心数据结构。
    查看一下weak_table_t的定义：

    struct weak_table_t {
	//连续地址空间的头指针, 数组
	//管理所有指向某对象的weak指针，也是一个hash
    weak_entry_t *weak_entries;
    数组中已占用位置的个数
    size_t    num_entries;
    //数组下标最大值(即数组大小 - 1)
    uintptr_t mask;
    //最大哈希偏移值
    uintptr_t max_hash_displacement;
};

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    weak_table_t中并没有直接通过数组存放weak指针，而是通过weak_entry_t结构体来存放weak指针。

    weak_entry_t

    struct weak_entry_t {
    DisguisedPtr<objc_object> referent; //被指对象的地址。前面循环遍历查找的时候就是判断目标地址是否和他相等。
    union {
        struct {
            weak_referrer_t *referrers; //可变数组,里面保存着所有指向这个对象的弱引用的地址。当这个对象被释放的时候，referrers里的所有指针都会被设置成nil。
            //指向 referent 对象的 weak 指针数组
            uintptr_t        out_of_line_ness : 2; //这里标记是否超过内联边界, 下面会提到
            uintptr_t        num_refs : PTR_MINUS_2; //数组中已占用的大小
            uintptr_t        mask; //数组下标最大值(数组大小 - 1)
            uintptr_t        max_hash_displacement; //最大哈希偏移值
        };
        struct {
            // out_of_line_ness field is low bits of inline_referrers[1]
            weak_referrer_t  inline_referrers[WEAK_INLINE_COUNT]; //只有4个元素的数组，默认情况下用它来存储弱引用的指针。当大于4个的时候使用referrers来存储指针。
            //当指向这个对象的weak指针不超过4个，则直接使用数组inline_referrers，省去hash
        };
    };

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    union共用体 苹果是使用同一段内存去存放不同的信息

    中间有两个数组
    weak_referrer_t *referrers和weak_referrer_t inline_referrers[WEAK_INLINE_COUNT];
    在weak指针个数小于4的时候会存入第二个数组，省去了hash，提高了存储效率，大于4的时候才会存入referrers当中

    从中我们也可以看出来弱引用表的结构是一个hash结构的表，Key是所指对象的地址，Value是weak指针的地址（这个地址的值是所指对象的地址）数组。

    SideTables和SideTable的关系

    请添加图片描述

    对于__weak修饰符修饰的变量的处理

    简单申请一个__weak修饰符修饰的变量 我们查看一下汇编

    NSObject* obj = [[NSObject alloc] init];
__weak NSObject* objWeak = obj;

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    请添加图片描述

    调用到了objc_initWeak和objc_destroyWeak。查看一下源码：

    objc_initWeak

    id
objc_initWeak(id *location, id newObj)
{
    if (!newObj) {
        *location = nil;
        return nil;
    }

    return storeWeak<DontHaveOld, DoHaveNew, DoCrashIfDeallocating>
        (location, (objc_object*)newObj);
}

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    两个参数：

    • location：__weak指针的地址，存储指针的地址，这样便可以再最后将其指向的对象置nil
    • newObj：所引用的对象

    作用

    查看对象实例是否有效 无效对象直接导致指针的释放

    如果有效那么就会调用storeWeak()函数

    storeWeak()

    // HaveOld:    true  - 变量有值
//             false - 需要被及时清理，当前值可能为 nil
// HaveNew:    true  - 需要被分配的新值，当前值可能为 nil
//             false - 不需要分配新值
// CrashIfDeallocating: true  - 说明 newObj 已经释放或者 newObj 不支持弱引用，该过程需要暂停
//                      false - 用 nil 替代存储
template <HaveOld haveOld, HaveNew haveNew,
          enum CrashIfDeallocating crashIfDeallocating>
static id 
storeWeak(id *location, objc_object *newObj)
{
    // 该过程用来更新弱引用指针的指向
    ASSERT(haveOld  ||  haveNew);
    if (!haveNew) ASSERT(newObj == nil);

    // 初始化 previouslyInitializedClass 指针
    Class previouslyInitializedClass = nil;
    
    id oldObj;
    
    // 声明两个 SideTable 新旧散列创建
    SideTable *oldTable;
    SideTable *newTable;

    // 获得新值和旧值的锁存位置（用地址作为唯一标示）
    // 通过地址来建立索引标志，防止桶重复
    // 下面指向的操作会改变旧值
 retry:
    if (haveOld) { // 更改指针，获得以 oldObj 为索引所存储的值地址
        oldObj = *location;
        oldTable = &SideTables()[oldObj];
    } else {
        oldTable = nil;
    }
    if (haveNew) {  // 更改新值指针，获得以 newObj 为索引所存储的值地址
        newTable = &SideTables()[newObj];
    } else {
        newTable = nil;
    }

    // 加锁操作，防止多线程中竞争冲突
    SideTable::lockTwo<haveOld, haveNew>(oldTable, newTable);

    // 避免线程冲突重处理
    // location 应该与 oldObj 保持一致，如果不同，说明当前的 location 已经处理过 oldObj 可是又被其他线程所修改
    if (haveOld  &&  *location != oldObj) {
        SideTable::unlockTwo<haveOld, haveNew>(oldTable, newTable);
        goto retry;
    }

    // 防止弱引用间死锁
    // 并且通过 +initialize 初始化构造器保证所有弱引用的isa不是空
    if (haveNew  &&  newObj) {
        // 获得新对象的 isa 指针
        Class cls = newObj->getIsa();
        // 判断 isa 非空且已经初始化
        if (cls != previouslyInitializedClass  &&  
            !((objc_class *)cls)->isInitialized()) 
        {
            // 解锁
            SideTable::unlockTwo<haveOld, haveNew>(oldTable, newTable);
            // 对其 isa 指针进行初始化
            class_initialize(cls, (id)newObj);

            // 如果该类已经完成执行 +initialize 方法是最理想情况
            // 如果该类 +initialize 在线程中
            // 例如 +initialize 正在调用 storeWeak 方法
            // 需要手动对其增加保护策略，并设置 previouslyInitializedClass 指针进行标记
            previouslyInitializedClass = cls;

            goto retry;
        }
    }

    // ② 清除旧值
    if (haveOld) {
        weak_unregister_no_lock(&oldTable->weak_table, oldObj, location);
    }

    // ③ 分配新值
    if (haveNew) {
        newObj = (objc_object *)
            weak_register_no_lock(&newTable->weak_table, (id)newObj, location, 
                                  crashIfDeallocating ? CrashIfDeallocating : ReturnNilIfDeallocating);
        // 如果弱引用被释放 weak_register_no_lock 方法返回 nil
        // 在引用计数表中设置若引用标记位
        if (!newObj->isTaggedPointerOrNil()) {
            // 弱引用位初始化操作
            // 引用计数那张散列表的weak引用对象的引用计数中标识为weak引用
            newObj->setWeaklyReferenced_nolock();
        }
        // 之前不要设置 location 对象，这里需要更改指针指向
        *location = (id)newObj;
    }
    else {
        // 没有新值，则无需更改
    }

    SideTable::unlockTwo<haveOld, haveNew>(oldTable, newTable);

    //必须在没有锁的情况下调用，因为它可以调用任意代码
    //ps：即使_setWeaklyReferenced没有实现，resolveInstanceMethod:也可能被调用并且回调到弱引用机制中
    callSetWeaklyReferenced((id)newObj);

    return (id)newObj;
}

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    • storeWeak通过接受了3个参数haveOld、haveNew和crashIfDeallocation,这三个参数是以模版函数的方式传入的。
      在这里插入图片描述
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      • haveOld：weak指针之前是否指向了一个弱引用。
      • haveNew：weak指针是否需要指向一个新的引用。
      • 如果被弱引用的对象正在析构，此时再弱引用该对象是否应该crash。
    • 同时维护了oldTable表和newTable表。
    • 这里要先进行haveOld判断，也就是如果该指针有指向的旧值，先要weak_unregister_no_lock(&oldTable->weak_table, oldObj, location)处理旧值。
    • 之后在weak_register_no_lock(&newTable->weak_table, (id)newObj, location,crashIfDeallocating)进行赋值操作。

    weak_unregister_no_lock

    void
weak_unregister_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id, 
                        id *referrer_id)
{
    objc_object *referent = (objc_object *)referent_id;
    objc_object **referrer = (objc_object **)referrer_id;

    weak_entry_t *entry;

    if (!referent) return;

    if ((entry = weak_entry_for_referent(weak_table, referent))) {
        remove_referrer(entry, referrer);
        bool empty = true;
        if (entry->out_of_line()  &&  entry->num_refs != 0) {
            empty = false;
        }
        else {
            for (size_t i = 0; i < WEAK_INLINE_COUNT; i++) {
                if (entry->inline_referrers[i]) {
                    empty = false; 
                    break;
                }
            }
        }

        if (empty) {
            weak_entry_remove(weak_table, entry);
        }
    }

    // Do not set *referrer = nil. objc_storeWeak() requires that the 
    // value not change.
}

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    • 这里先是通过weak_entry_for_referent去查询 referent 对象对应的 entry，然后通过remove_referrer(entry, referrer)从对应的entry中删除该weak记录。
    • 之后我们需要判断，还有没有指向这个地址的weak指针了，所以有下面的判空操作，如果这个entry已经没有东西了，将整个weak_table删除。

    weak_entry_for_referent

    该方法通过对象的地址，获取到该weak_table中的entry【保存着指向某对象的所有weak指针】。

    static weak_entry_t *
weak_entry_for_referent(weak_table_t *weak_table, objc_object *referent)
{
    ASSERT(referent);

    weak_entry_t *weak_entries = weak_table->weak_entries;

    if (!weak_entries) return nil;

    size_t begin = hash_pointer(referent) & weak_table->mask;
    size_t index = begin;
    size_t hash_displacement = 0;
    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;
        }
    }
    
    return &weak_table->weak_entries[index];
}

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    • hash_pointer也是使用指针地址，映射到一个索引。&weak_table->mask这个操作是？这个mask实际值是表的size-1,而size是2的n次方进行扩张的，所以mask的形式就1111 1111 1111这种，索引和mask位与之后的值必定就落在了[0, size]范围内。也就是说，先是通过hash_pointer对地址进行hash映射，得到下标，接下来通过位遮蔽，保证这个映射是在范围内的，不会超出范围。
    • index = (index+1) & weak_table->mask;是在遇到哈希冲突的时候，就一直往下找下一个位置。

    weak_register_no_lock

    id 
weak_register_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id, 
                      id *referrer_id, WeakRegisterDeallocatingOptions deallocatingOptions)
{
    // referent_id是新的被弱引用对象
    objc_object *referent = (objc_object *)referent_id;
    // referrer_id是__weak指针的地址
    objc_object **referrer = (objc_object **)referrer_id;
    // 如果referent为nil 或 referent 采用了TaggedPointer计数方式，直接返回，不做任何操作
    if (referent->isTaggedPointerOrNil()) return referent_id;

    // 确保被引用的对象可用（没有在析构，同时应该支持weak引用）
    if (deallocatingOptions == ReturnNilIfDeallocating ||
        deallocatingOptions == CrashIfDeallocating) {
        bool deallocating;
        if (!referent->ISA()->hasCustomRR()) {
            deallocating = referent->rootIsDeallocating();
        }
        else {
            // Use lookUpImpOrForward so we can avoid the assert in
            // class_getInstanceMethod, since we intentionally make this
            // callout with the lock held.
            auto allowsWeakReference = (BOOL(*)(objc_object *, SEL))
            lookUpImpOrForwardTryCache((id)referent, @selector(allowsWeakReference),
                                       referent->getIsa());
            if ((IMP)allowsWeakReference == _objc_msgForward) {
                return nil;
            }
            deallocating =
            ! (*allowsWeakReference)(referent, @selector(allowsWeakReference));
        }

        // 正在析构的对象，不能够被弱引用
        if (deallocating) {
            if (deallocatingOptions == CrashIfDeallocating) {
                _objc_fatal("Cannot form weak reference to instance (%p) of "
                            "class %s. It is possible that this object was "
                            "over-released, or is in the process of deallocation.",
                            (void*)referent, object_getClassName((id)referent));
            } else {
                return nil;
            }
        }
    }

    // now remember it and where it is being stored
    weak_entry_t *entry;
    // 在 weak_table中找到referent对应的weak_entry,并将referrer加入到weak_entry中
    if ((entry = weak_entry_for_referent(weak_table, referent))) {
        append_referrer(entry, referrer);
    } 
    else {
        // 如果找不到，就新建一个并插入
        weak_entry_t new_entry(referent, referrer);
        weak_grow_maybe(weak_table);
        weak_entry_insert(weak_table, &new_entry);
    }

    // Do not set *referrer. objc_storeWeak() requires that the 
    // value not change.

    return referent_id;
}

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    从以上源码可以分析出这个方法主要完成了以下工作：

    1. 检测referent，如果referent为nil 或 referent 采用了TaggedPointer计数方式，直接返回，不做任何操作。
    2. 确保被引用的对象可用（没有在析构，同时应该支持weak引用）。
    3. 调用weak_entry_for_referent方法根据弱引用对象的地址从弱引用表中找到对应的weak_entry，如果能够找到则调用append_referrer方法向其中插入weak指针地址。否则新建一个weak_entry。

    append_referrer

    static void append_referrer(weak_entry_t *entry, objc_object **new_referrer)
{
    if (!entry->out_of_line()) {
        // 如果weak_entry 尚未使用动态数组
        for (size_t i = 0; i < WEAK_INLINE_COUNT; i++) {
       		// 找到一个空位直接插入，结束返回
            if (entry->inline_referrers[i] == nil) {
                entry->inline_referrers[i] = new_referrer;
                return;
            }
        }

        // 如果inline_referrers的位置已经存满了，则要转型为referrers，做动态数组。
        weak_referrer_t *new_referrers = (weak_referrer_t *)
            calloc(WEAK_INLINE_COUNT, sizeof(weak_referrer_t));
        // This constructed table is invalid, but grow_refs_and_insert
        // will fix it and rehash it.
        for (size_t i = 0; i < WEAK_INLINE_COUNT; i++) {
            new_referrers[i] = entry->inline_referrers[i];
        }
        entry->referrers = new_referrers;
        entry->num_refs = WEAK_INLINE_COUNT;
        entry->out_of_line_ness = REFERRERS_OUT_OF_LINE;
        entry->mask = WEAK_INLINE_COUNT-1;
        entry->max_hash_displacement = 0;
    }

    // 对于动态数组的附加处理：
    ASSERT(entry->out_of_line());

    // 如果动态数组中元素个数大于或等于数组位置总空间的3/4，则扩展数组空间为当前长度的一倍
    if (entry->num_refs >= TABLE_SIZE(entry) * 3/4) {
        // 扩容并插入
        return grow_refs_and_insert(entry, new_referrer);
    }
    
    // 开始插入到weak_entry中
    
    // 确保begin的位置只能大于或等于 数组的长度
    size_t begin = w_hash_pointer(new_referrer) & (entry->mask);
    // 初始的hash index
    size_t index = begin;
    // 用于记录hash冲突的次数，也就是hash再位移的次数
    size_t hash_displacement = 0;
    // 这里 weak_entry_t 的hash算法和 weak_table_t 的hash算法是一样的，
    while (entry->referrers[index] != nil) {
        hash_displacement++;
        // 移到下一个位置，再试一次能否插入。
        // 这里entry->mask取值，一定是：0x111, 0x1111, 0x11111, ...
        // 因为数组每次都是*2增长，即8， 16， 32，对应动态数组空间长度-1的mask，也就是前面的取值
        index = (index+1) & entry->mask;
        // 意味着走完都没有合适位置，抛出异常
        if (index == begin) bad_weak_table(entry);
    }
    if (hash_displacement > entry->max_hash_displacement) {
        // 记录最大的hash冲突次数
        // max_hash_displacement是允许冲突的次数，如果超过都没位置就是出问题了
        entry->max_hash_displacement = hash_displacement;
    }
    // 将ref存入hash数组
    weak_referrer_t &ref = entry->referrers[index];
    // 更新元素个数num_refs
    ref = new_referrer;
    entry->num_refs++;
}

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    1. 首先确定是使用定长数组还是动态数组。
    2. 定长数组直接将weak指针地址添加到数组。
    3. 定长数组已经用完，将定长数组中的元素转存到动态数组中。

    objc_destroyWeak

    当weak属性所指向对象（newObj）被销毁后，obj_destroyWeak函数将0（nil）作为参数，调用objc_storeWeak函数。上面分析store_weak得出，在newObj为nil时，则无需为其分配新值，但是会清除以location的地址的索引从weak_table上删除。

    weak的释放

    流程

    1. 当对象的引用计数为0时，底层会调用_objc_rootDealloc方法对对象进行释放，
    2. 在_objc_rootDealloc方法里面会调用rootDealloc方法，在这个方法里，判断是否为TaggedPointer对象，如果是，则直接释放；如果是优化的isa，且该对象没有weak指针，且没有开sideTable存储强引用，直接free；否则，调用object_dispose()。
    3. 接着调用objc_destructInstance()。
    4. 然后调用obj->clearDeallocating()。
    5. 之后兵分两路，一个是sidetable_clearDeallocating();一个是clearDeallocating_slow();
    6. 以上两个方法实现都是调用weak_clear_no_lock。

    weak_clear_no_lock

    void 
weak_clear_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id) 
{
    objc_object *referent = (objc_object *)referent_id;
	
    weak_entry_t *entry = weak_entry_for_referent(weak_table, referent);
    if (entry == nil) {
        /// 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()) {
        referrers = entry->referrers;
        count = TABLE_SIZE(entry);
    } 
    else {
        referrers = entry->inline_referrers;
        count = WEAK_INLINE_COUNT;
    }
    
    for (size_t i = 0; i < count; ++i) {
        objc_object **referrer = referrers[i];
        if (referrer) {
            if (*referrer == referent) {
                *referrer = 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);
}

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    这个方法的流程：

    1. 先是利用weak_entry_for_referent方法查找到对应的entry，如果没有查找到则返回nil。
    2. 接着取出引用该对象的地址（分为存储在动态数组中的还是固定术数组中的）。
    3. 循环遍历，给所有引用该对象的赋值为nil；
    4. 把该对象的weak表从weak表中删除。

    weak总结

    runtime维护了一个weak表。用于存储指向某个对象的所有weak指针。weak表其实是一个weak_table_t结构的hash表，key是所指对象的地址，value是weak指针的地址数组。

    weak实现的原理包括以下三步：

    1. 初始化时，runtime会对其使用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()的作用是用于更新指针指向，创建弱引用表。
    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。

    strong和copy 的实现原理

    【参考博客】

    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的赋值时通过self + 内存平移（即将指针通过平移至变量所在的位置，然后赋值），然后还原成 strong类型。

    二者底层都是通过调用objc_storeStrong来实现：
    请添加图片描述

    查看一下objc_storeStrong的源码：

    void
objc_storeStrong(id *location, id obj)
{
    id prev = *location;
    if (obj == prev) {
        return;
    }
    objc_retain(obj);
    *location = obj;
    objc_release(prev);
}

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    本质上主要也是retain新值，release旧值。

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_50990189/article/details/126004836