【iOS开发】——weak底层原理
【iOS开发】——weak底层原理
- 复习retain
- 复习release
- weak
- SideTable
- weak表
- weak的简述
- weak的实现步骤
- weak几个重要的实现函数
- objc_initWeak 函数
- objc_storeWeak()
- weak_register_no_lock方法添加弱引用
- weak_entry_for_referent取元素
- append_referrer添加元素
- weak_unregister_no_lock移除引用
- weak在释放时底层都做了哪些事情
- dealloc方法
- 当weak引用指向的对象被释放时,又是如何去处理weak指针的呢?
- 总结
复习retain
先看一下retain源码的流程图
我们根据图来看一下retain的步骤:
- 第1步:若对象为TaggedPointer小对象,无需进行内存管理,直接返回;
- 第2步:若对象的isa没有经过优化,即!newisa.nonpointer成立,由于tryRetain=false,直接进入sidetable_retain方法,此方法本质是直接操作散列表,最后让目标对象的引用计数+1;
- 第3步:判断对象是否正在释放,若正在正在释放,则执行dealloc流程,释放弱引用表和引用计数表;
- 第4步:若对象的isa经过了优化,则执行newisa.bits = addc(newisa.bits, RC_ONE, 0, &carry),即isa的位域extra_rc+1,且通过变量carry来判断位域extra_rc是否已满,如果位域extra_rc已满则执行newisa.extra_rc = RC_HALF,即将extra_rc满状态的一半拿出来存到extra_rc位域中,然后将另一半存储到散列表中,执行sidetable_addExtraRC_nolock(RC_HALF)函数;
复习release
同样我们先看一下release的流程图
- 第1步:若对象为TaggedPointer小对象,不需要做内存管理操作,直接返回;
- 第2步:若对象的isa没有经过优化,即!newisa.nonpointer成立,直接进入sidetable_release方法,此方法本质是直接操作散列表,最后让目标对象的引用计数-1;
- 第3步:判断是引用计数是否为0,如果是0则执行dealloc流程
- 第4步:若对象的isa经过优化,则执行newisa.bits = subc(newisa.bits, RC_ONE, 0, &carry),即对象的isa位域extra_rc-1;且通过变量carry标识对象的isa的extra_rc是否为0, 如果对象的isa的extra_rc=0,则去访问散列表,判断对象在散列表中是否存在引用计数;
- 第五步:如果sidetable的引用计数为0,对象进行dealloc流程
weak
SideTable
我们先来学习一下SideTable因为后面会遇到:
SideTable 这个结构体,前辈给它总结了一个很形象的名字叫引用计数和弱引用依赖表,因为它主要用于管理对象的引用计数和 weak 表。在 NSObject.mm 中声明其数据结构:
struct SideTable {// 保证原子操作的自旋锁spinlock_t slock;// 引用计数的 hash 表RefcountMap refcnts;// weak 引用全局 hash 表weak_table_t weak_table;
}
- slock是为了防止竞争选择的自旋锁
- refcnts 是协助对象的 isa 指针的 extra_rc 共同引用计数的变量(对于对象结果,在后文提到)
至于最后一个weak_table_t我们来着重看一下:
weak表
weak表是一个弱引用表,实现为一个weak_table_t结构体,存储了某个对象相关的的所有的弱引用信息。其定义如下(具体定义在objc-weak.h中), 注意看系统的注释:
/**全局的弱引用表, 保存object作为key, weak_entry_t作为value* The global weak references table. Stores object ids as keys,* and weak_entry_t structs as their values.*/
struct weak_table_t {// 保存了所有指向特地对象的 weak指针集合weak_entry_t *weak_entries;// weak_table_t中有多少个weak_entry_tsize_t num_entries;// weak_entry_t数组的countuintptr_t mask;// hash key 最大偏移值, // 采用了开放定制法解决hash冲突,超过max_hash_displacement说明weak_table_t中不存在要找的weak_entry_tuintptr_t max_hash_displacement;
};
这是一个全局弱引用hash表。使用不定类型对象的地址作为 key ,用 weak_entry_t 类型结构体对象作为 value 。其中的 weak_entries 成员,从字面意思上看,即为弱引用表入口,也就是weak指针集合的大门口。
中weak_entry_t是存储在弱引用表中的一个内部结构体,它负责维护和存储指向一个特定对象的所有弱引用集合。其定义如下:
typedef objc_object ** weak_referrer_t;
struct weak_entry_t {// 所有weak指针指向的特定对象DisguisedPtrobjc_object> referent;// 共用体,保存weak指针的集合, // 小于等于4个时为数组(下面的结构体), 超过4个时为hash表(上面的结构体)union {struct {weak_referrer_t *referrers;uintptr_t out_of_line : 1;uintptr_t num_refs : PTR_MINUS_1;uintptr_t mask;uintptr_t max_hash_displacement;};struct {// out_of_line=0 is LSB of one of these (don't care which)weak_referrer_t inline_referrers[WEAK_INLINE_COUNT];};}
}
在 weak_entry_t
的结构中,DisguisedPtr referent
是对泛型对象的指针做了一个封装,通过这个泛型类来解决内存泄漏的问题。而且weak_entry_t
和weak_table_t
内部都有一个hash表, 而且都是采用开放定值法解决的hash冲突, 从注释中写 out_of_line
成员为最低有效位,当其为1的时候, weak_referrer_t
成员将扩展为hash table
。其中的 weak_referrer_t
是一个数组的别名。
那么在有效位生效的时候,out_of_line 、 num_refs、 mask 、 max_hash_displacement 有什么作用?
out_of_line
:标志位。标志着weak_entry_t中是用数组保存还是hash表保存weak指针。num_refs
:引用数值。这里记录weak_entry_t表中weak指针的数量,mask
:weak_entry_t->referrers数组的count,max_hash_displacement
:hash key 最大偏移值, 采用了开放定制法解决hash冲突,超过max_hash_displacement说明weak_entry_t中不存在要找的weak_entry_t。
其中 out_of_line
的值通常情况下是等于零的,所以弱引用表总是一个 objc_objective 指针数组,当超过4时, 会变成hash表。
总结一下 StripedMap[] : StripedMap 是一个模板类,在这个类中有一个 array 成员,用来存储 PaddedT 对象,并且其中对于 [] 符的重载定义中,会返回这个 PaddedT 的 value 成员,这个 value 就是我们传入的 T 泛型成员,也就是 SideTable 对象。 在 array 的下标中,这里使用了 indexForPointer 方法通过位运算计算下标,实现了静态的 Hash Table。而在 weak_table 中,其成员 weak_entry 会将传入对象的地址加以封装起来,并且其中也有访问全局弱引用表的入口。
weak的简述
weak表其实是一个hash表,Key是所指对象的地址,Value是weak指针的地址数组,weak是弱引用,所引用对象的计数器不会+1,并在引用对象被释放的时候自动被设置为nil。通常用于解决循环引用问题。
weak的实现步骤
- 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。
- 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。
- 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。
weak几个重要的实现函数
先写一个简单的例子:
int main(int argc, const char * argv[]) {@autoreleasepool {// insert code here...NSObject *p = [[NSObject alloc] init];__weak NSObject *p1 = p;}return 0;
}
objc_initWeak 函数
初始化开始时,会调用 objc_initWeak 函数,初始化新的 weak 指针指向对象的地址。当我们初始化 weak 变量时,runtime 会调用 NSObject.mm 中的 objc_initWeak,而 objc_initWeak 函数里面的实现如下:
id objc_initWeak(id *location, id newObj) {// 查看对象实例是否有效,无效对象直接导致指针释放if (!newObj) {*location = nil;return nil;}// 这里传递了三个 Bool 数值// 使用 template 进行常量参数传递是为了优化性能return storeWeakfalse/*old*/, true/*new*/, true/*crash*/>(location, (objc_object*)newObj);
}
然后我们看一下objc_initWeak()
传入的两个参数代表什么:
location
:__weak指针的地址,存储指针的地址,这样便可以在最后将其指向的对象置为nil。newObj
:所引用的对象。即例子中的p。
通过上面代码可以看出,objc_initWeak()
函数首先判断指针指向的类对象是否有效,无效直接返回;否则通过 storeWeak()
被注册为一个指向 value 的 _weak 对象
objc_initWeak
函数里面会调用 objc_storeWeak()
函数,objc_storeWeak()
函数的作用是用来更新指针的指向,创建弱引用表。
objc_initWeak
函数有一个前提条件:就是object必须是一个没有被注册为__weak对象的有效指针。而value则可以是nil,或者指向一个有效的对象。
objc_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 bool HaveOld, bool HaveNew, bool CrashIfDeallocating>
static id storeWeak(id *location, objc_object *newObj) {// 该过程用来更新弱引用指针的指向// 初始化 previouslyInitializedClass 指针Class previouslyInitializedClass = nil;id oldObj;// 声明两个 SideTable// ① 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::lockTwoHaveOld, 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::unlockTwoHaveOld, 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 非空指向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::unlockTwoHaveOld, HaveNew>(oldTable, newTable);// 对其 isa 指针进行初始化_class_initialize(_class_getNonMetaClass(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;// 重新尝试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);// 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 && !newObj->isTaggedPointer()) {// 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::unlockTwoHaveOld, HaveNew>(oldTable, newTable);return (id)newObj;
}
源码太长了,但是其实不难理解,
storeWeak
方法实际上是接收了5个参数,分别是haveOld
、haveNew
和crashIfDeallocating
,这三个参数都是以模板的方式传入的,是三个bool类型的参数。分别表示weak指针之前是否指向了一个弱引用,weak指针是否需要指向一个新的引用,若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。- 该方法维护了
oldTable和newTable
分别表示旧的引用弱表和新的弱引用表,它们都是SideTable的hash表。 - 如果weak指针之前指向了一个弱引用,则会调用
weak_unregister_no_lock
方法将旧的weak指针地址移除。 - 如果weak指针需要指向一个新的引用,则会调用
weak_register_no_lock
方法将新的weak指针地址添加到弱引用表中。 - 调用
setWeaklyReferenced_nolock
方法修改weak新引用的对象的bit标志位
所以我们很容易就知道了这个方法重点也就是weak_unregister_no_lock和weak_register_no_lock这两个方法:
weak_register_no_lock方法添加弱引用
id
weak_register_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id,id *referrer_id, bool crashIfDeallocating)
{objc_object *referent = (objc_object *)referent_id;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 || referent->isTaggedPointer()) 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)bool deallocating;if (!referent->ISA()->hasCustomRR()) {deallocating = referent->rootIsDeallocating();}else {BOOL (*allowsWeakReference)(objc_object *, SEL) =(BOOL(*)(objc_object *, SEL))object_getMethodImplementation((id)referent,SEL_allowsWeakReference);if ((IMP)allowsWeakReference == _objc_msgForward) {return nil;}deallocating =! (*allowsWeakReference)(referent, SEL_allowsWeakReference);}// 正在析构的对象,不能够被弱引用if (deallocating) {if (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// 在 weak_table中找到referent对应的weak_entry,并将referrer加入到weak_entry中weak_entry_t *entry;if ((entry = weak_entry_for_referent(weak_table, referent))) { // 如果能找到weak_entry,则讲referrer插入到weak_entry中append_referrer(entry, referrer); // 将referrer插入到weak_entry_t的引用数组中}else { // 如果找不到,就新建一个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;
}
传入函数的四个参数分别代表什么:
- weak_table
:weak_table_t结构类型的全局的弱引用表。
referent_id
:weak指针。*referrer_id
:weak指针地址。crashIfDeallocating
:若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。
那么这个方法主要做了哪些工作呢:
- 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。
- 如果对象正在析构,则抛出异常。
- 如果对象不能被weak引用,直接返回nil。
- 如果对象没有再析构且可以被weak引用,则调用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。
weak_entry_for_referent取元素
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; // 这里通过 & weak_table->mask的位操作,来确保index不会越界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); // 触发bad weak table crashhash_displacement++;if (hash_displacement > weak_table->max_hash_displacement) { // 当hash冲突超过了可能的max hash 冲突时,说明元素没有在hash表中,返回nilreturn nil;}}return &weak_table->weak_entries[index];
}
append_referrer添加元素
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,走这里// Try to insert inline.for (size_t i = 0; i < WEAK_INLINE_COUNT; i++) {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。// Couldn't insert inline. Allocate out of line.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()); // 断言:此时一定使用的动态数组if (entry->num_refs >= TABLE_SIZE(entry) * 3/4) { // 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return grow_refs_and_insert(entry, new_referrer); // 扩容,并插入}// 如果不需要扩容,直接插入到weak_entry中// 注意,weak_entry是一个哈希表,key:w_hash_pointer(new_referrer) value: new_referrer// 细心的人可能注意到了,这里weak_entry_t 的hash算法和 weak_table_t的hash算法是一样的,同时扩容/减容的算法也是一样的size_t begin = w_hash_pointer(new_referrer) & (entry->mask); // '& (entry->mask)' 确保了 begin的位置只能大于或等于 数组的长度size_t index = begin; // 初始的hash indexsize_t hash_displacement = 0; // 用于记录hash冲突的次数,也就是hash再位移的次数while (entry->referrers[index] != nil) {hash_displacement++;index = (index+1) & entry->mask; // index + 1, 移到下一个位置,再试一次能否插入。(这里要考虑到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。)if (index == begin) bad_weak_table(entry); // index == begin 意味着数组绕了一圈都没有找到合适位置,这时候一定是出了什么问题。}if (hash_displacement > entry->max_hash_displacement) { // 记录最大的hash冲突次数, max_hash_displacement意味着: 我们尝试至多max_hash_displacement次,肯定能够找到object对应的hash位置entry->max_hash_displacement = hash_displacement;}// 将ref存入hash数组,同时,更新元素个数num_refsweak_referrer_t &ref = entry->referrers[index];ref = new_referrer;entry->num_refs++;
}
weak_unregister_no_lock移除引用
如果weak指针之前指向了一个弱引用,则会调用weak_unregister_no_lock方法将旧的weak指针地址移除。
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))) { // 查找到referent所对应的weak_entry_tremove_referrer(entry, referrer); // 在referent所对应的weak_entry_t的hash数组中,移除referrer// 移除元素之后, 要检查一下weak_entry_t的hash数组是否已经空了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) { // 如果weak_entry_t的hash数组已经空了,则需要将weak_entry_t从weak_table中移除weak_entry_remove(weak_table, entry);}}
那么这个函数都做了什么事情呢:
- 首先,它会在
weak_table
中找出referent
对应的weak_entry_t
- 在
weak_entry_t
中移除referrer
- 移除元素后,判断此时
weak_entry_t
中是否还有元素 (empty==true?) - 如果此时
weak_entry_t
已经没有元素了,则需要将weak_entry_t
从weak_table
中移除
weak在释放时底层都做了哪些事情
我们学习了weak在初始化以及添加引用时都做了哪些事情,所以就剩最后一步了也就是释放: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。
dealloc方法
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,而在_objc_rootDealloc
方法里面会调用rootDealloc
方法。如下是rootDealloc
方法的代码实现:
inline void
objc_object::rootDealloc()
{if (isTaggedPointer()) return; // fixme necessary?if (fastpath(isa.nonpointer &&!isa.weakly_referenced &&!isa.has_assoc &&!isa.has_cxx_dtor &&!isa.has_sidetable_rc)){assert(!sidetable_present());free(this);}else {object_dispose((id)this);}
}
- 首先判断对象是否是
Tagged Pointer
,如果是则直接返回。 - 如果对象是采用了优化的isa计数方式,且同时满足对象没有被weak引用!isa.weakly_referenced、没有关联对象!isa.has_assoc、没有自定义的C++析构方法!isa.has_cxx_dtor、没有用到SideTable来引用计数!isa.has_sidetable_rc则直接快速释放。
- 如果不能满足上一条件,则会调用
object_dispose
方法。
object_dispose
object_dispose方法很简单,主要是内部调用了objc_destructInstance方法。
void *objc_destructInstance(id obj)
{if (obj) {// Read all of the flags at once for performance.bool cxx = obj->hasCxxDtor();bool assoc = obj->hasAssociatedObjects();// This order is important.if (cxx) object_cxxDestruct(obj);if (assoc) _object_remove_assocations(obj);obj->clearDeallocating();}return obj;
}
上面这一段代码很清晰,如果有自定义的C++析构方法,则调用C++析构函数。如果有关联对象,则移除关联对象并将其自身从Association Manager的map
中移除。调用clearDeallocating
方法清除对象的相关引用。
clearDeallocating
inline void
objc_object::clearDeallocating()
{if (slowpath(!isa.nonpointer)) {// Slow path for raw pointer isa.sidetable_clearDeallocating();}else if (slowpath(isa.weakly_referenced || isa.has_sidetable_rc)) {// Slow path for non-pointer isa with weak refs and/or side table data.clearDeallocating_slow();}assert(!sidetable_present());
}
clearDeallocating
中有两个分支,先判断对象是否采用了优化isa引用计数,如果没有的话则需要清理对象存储在SideTable中的引用计数数据。如果对象采用了优化isa引用计数,则判断是都有使用SideTable的辅助引用计数(isa.has_sidetable_rc)或者有weak引用(isa.weakly_referenced),符合这两种情况中一种的,调用clearDeallocating_slow方法。
clearDeallocating_slow
NEVER_INLINE void
objc_object::clearDeallocating_slow()
{assert(isa.nonpointer && (isa.weakly_referenced || isa.has_sidetable_rc));SideTable& table = SideTables()[this]; // 在全局的SideTables中,以this指针为key,找到对应的SideTabletable.lock();if (isa.weakly_referenced) { // 如果obj被弱引用weak_clear_no_lock(&table.weak_table, (id)this); // 在SideTable的weak_table中对this进行清理工作}if (isa.has_sidetable_rc) { // 如果采用了SideTable做引用计数table.refcnts.erase(this); // 在SideTable的引用计数中移除this}table.unlock();
}
在这里我们关心的是weak_clear_no_lock
方法。这里调用了weak_clear_no_lock
来做weak_table
的清理工作。
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); // 找到referent在weak_table中对应的weak_entry_tif (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 referencesweak_referrer_t *referrers;size_t count;// 找出weak引用referent的weak 指针地址数组以及数组长度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]; // 取出每个weak ptr的地址if (referrer) {if (*referrer == referent) { // 如果weak ptr确实weak引用了referent,则将weak ptr设置为nil,这也就是为什么weak 指针会自动设置为nil的原因*referrer = nil;}else if (*referrer) { // 如果所存储的weak ptr没有weak 引用referent,这可能是由于runtime代码的逻辑错误引起的,报错_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); // 由于referent要被释放了,因此referent的weak_entry_t也要移除出weak_table
}
当weak引用指向的对象被释放时,又是如何去处理weak指针的呢?
- 调用
objc_release
- 因为对象的引用计数为0,所以执行
dealloc
- 在
dealloc
中,调用了_objc_rootDealloc
函数 - 在
_objc_rootDealloc
中,调用了object_dispose
函数 - 调用
objc_destructInstance
- 最后调用
objc_clear_deallocating
总结
weak
的原理在于底层维护了一张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
关键字的作用是弱引用,所引用对象的计数器不会加1,并在引用对象被释放的时候自动被设置为 nil。- 对象释放时,调用
clearDeallocating
函数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。
SideTable
、weak_table_t
、weak_entry_t
这样三个结构,它们之间的关系如下图所示:
weak的底层原理流程图:
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