iOS arc weak指针原理

  • ARC 都帮我们做了什么?
  • weak是什么?
  • weak是怎么实现的?
    • 1. weak原理简介
    • 2. weak简单测试
    • 3. weak原理分析
      • 3.1 weak指针帮我们干了啥?
      • 3.2 weak实现的流程
        • 3.2.1 初始化时:runtime会调用objc_initWeak函数,objc_initWeak函数会初始化一个新的weak指针指向对象的地址。
        • 3.2.2 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。
        • 3.2.3 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。

ARC 都帮我们做了什么?

是 LLVM 和 runTime 系统相互协作的一个结果,
LLVM 编绎器帮我们补个 [obj release] ,[obj retain]等引用增减方法。

下面将通过分析苹果官方源码:苹果官方objc4_723源码下载

weak是什么?

  • weak表其实是一个hash(哈希)表,Key是所指对象的地址,Value是weak指针的地址数组。更多人的人只是知道weak是弱引用,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。通常用于解决循环引用问题。但现在单知道这些已经不足以应对面试了,好多公司会问weak的原理。

weak是怎么实现的?

1. weak原理简介

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hash(哈希)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。

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。

2. weak简单测试

关于对象的三个修饰词__strong、__weak、__unsafe_unretained,测试结果分别用“01__strong指针引用对象.png”、“02__weak指针引用对象.png”、“03__unsafe_unretained指针引用对象.png”三张图表示。

  1. 测试代码
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wunused-variable"__strong ZYClass *strongZYClass;__weak ZYClass *weakZYClass;__unsafe_unretained ZYClass *unsafeZYClass;
#pragma clang diagnostic popNSLog(@"test begin");{ZYClass *zyClass = [[ZYClass alloc] init];strongZYClass = zyClass;
//        weakZYClass = zyClass;
//        unsafeZYClass = zyClass;}NSLog(@"test over%@",strongZYClass);
}

测试结果:

  • 01__strong指针引用对象
  • 02__weak指针引用对象
  • 03__unsafe_unretained指针引用对象

"zyClass"定义的作用域如下:

 {ZYClass *zyClass = [[ZYClass alloc] init];strongZYClass = zyClass;
//        weakZYClass = zyClass;
//        unsafeZYClass = zyClass;}

鉴于__strong指针对对象有强引用关系,所以"zyClass"在出作用域后并没有立即销毁;
__weak指针对对象是弱引用关系,不持有引用对象。所以"zyClass"在出作用域后就销毁了;
__unsafe_unretained指针对对象是弱引用关系,不持有引用对象。所以"zyClass"在出作用域后就销毁了。(与__weak不同的是,__weak引用的对象销毁后,系统会将对象置为nil,而__unsafe_unretained不这么做,导致EXC_BAD_ACCESS错误。)

3. weak原理分析

3.1 weak指针帮我们干了啥?
  • 程序运行时将弱引用存到一个哈希表中,当对象obj要销毁的时候,哈希函数根据obj地址获取到索引,然后从哈希表中取出obj对应的弱引用集合weak_entries,遍历weak_entries并一一清空

  • 分析objc 源码:
    当一个对象释放的时候,会执行"- (void)dealloc {}"方法,在objc源码的“NSObject.mm”中找到了该函数以及相关调用流程

// Replaced by NSZombies
- (void)dealloc {_objc_rootDealloc(self);
}void _objc_rootDealloc(id obj)
{assert(obj);obj->rootDealloc();
}inline void objc_object::rootDealloc()
{if (isTaggedPointer()) return;  // fixme necessary?/* nonpointer 0 代表普通的指针 0,代表普通的指针,存储着Class、Meta-Class对象的内存地址1,代表优化过,使用位域存储更多的信息has_assoc 是否有关联对象 如果没有释放会很快has_cxx_dtor 是否有C++析构函数 如果没有释放会更快weakly_referenced 释放有被弱引用指向 如果没有 释放会更快has_sidetable_rc 引用计数器是否过大无法存储在isa中如果为1,那么引用计数会存储在一个叫SideTable的类的属性中*//// 快速释放对象 满足上边的条件if (fastpath(isa.nonpointer  &&  !isa.weakly_referenced  &&  !isa.has_assoc  &&  !isa.has_cxx_dtor  &&  !isa.has_sidetable_rc)){assert(!sidetable_present());free(this);} else {///不能够快速是否 需要进一步做释放处理object_dispose((id)this);}
}id object_dispose(id obj)
{if (!obj) return nil;/// 释放对象前 要将对象的关联属性 weak 指针置空 修改引用计数 isa 指针的一些信息objc_destructInstance(obj);    free(obj);return nil;
}/***********************************************************************
* objc_destructInstance
* Destroys an instance without freeing memory.
* Calls C++ destructors.
* Calls ARC ivar cleanup.
* Removes associative references.
* Returns `obj`. Does nothing if `obj` is nil.
**********************************************************************/
void *objc_destructInstance(id obj)
{if (obj) {// Read all of the flags at once for performance./// 是否有C++析构函数bool cxx = obj->hasCxxDtor();/// 是否有关联属性bool assoc = obj->hasAssociatedObjects();// This order is important.//清除对象的成员变量if (cxx) object_cxxDestruct(obj); //清除对象的关联对象if (assoc) _object_remove_assocations(obj);///明确回收obj->clearDeallocating();}return obj;
}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());
}// Slow path of clearDeallocating()
// for objects with nonpointer isa
// that were ever weakly referenced
// or whose retain count ever overflowed to the side table.
NEVER_INLINE void objc_object::clearDeallocating_slow()
{assert(isa.nonpointer  &&  (isa.weakly_referenced || isa.has_sidetable_rc));SideTable& table = SideTables()[this];table.lock();///加锁if (isa.weakly_referenced) {/// 有弱引用指向weak_clear_no_lock(&table.weak_table, (id)this);}if (isa.has_sidetable_rc) {table.refcnts.erase(this);}table.unlock();///解锁
}/** * 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 weak_clear_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id)
{///当前对象强转为 objc_object 结构体指针类型objc_object *referent = (objc_object *)referent_id;///获weak散列表中跟当前对象对应的  weak_entry_t *结构体指针weak_entry_t *entry = weak_entry_for_referent(weak_table, referent);if (entry == nil) {///如果为 nil 代表 没有查找到这个对象在 weak 表里存放 可能是这个对象转成CF对象 并转移了对象引用计数所有权/// XXX shouldn't happen, but does with mismatched CF/objc//printf("XXX no entry for clear deallocating %p\n", referent);return;}// zero out references// 存放所有 weak 指针数组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];///weak 指针数组中的元素 是 当前对象指向的指针地址 将指针置空 nilif (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();}}}///从 weak 表中移除跟当前对象weak_entry_t有关的内容weak_entry_remove(weak_table, entry);
}/**weak_entry_for_referent(weak_table_t *weak_table, objc_object *referent) 根据当前对象指针作为查找条件从
weak_table_t 中获取 weak_entry_t * 指针类型结构体
这里边是一个简单的 hash 算法 用对象内存地址转成一个 hash 值
然后 & weak_table->mask 获得一个开始索引 然后根据这个索引在数组里查找元素 ,
如果生成的索引查找的元素不是我们想要的 ,
可以用 index + 1 &  weak_table->mask 重新生成一个 index ,
直到算出一个合适的索引 ,然后从数组里 取出 一个 weak_entry_t * 结构体指针
*//** * 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);weak_entry_t *weak_entries = weak_table->weak_entries;if (!weak_entries) return nil;///用对象内存地址转成一个 hash 值 然后 & weak_table->mask 获得一个开始索引size_t begin = hash_pointer(referent) & weak_table->mask;size_t index = begin;size_t hash_displacement = 0;///直到 index 对应的  weak_entries[index].referent ==  referent 是我们要释放掉的对象时 才会退出循环 while (weak_table->weak_entries[index].referent != referent) {/// 用 index + 1 方式 生成一个新的 index 继续在 weak_entries查找 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;}}///根据计算出来的 index 取出一个weak_entry_t * 结构体指针return &weak_table->weak_entries[index];
}
  • 函数inline void objc_object::rootDealloc()中有一句判断if (isTaggedPointer()) return; // fixme necessary?,这个地方条件成立就会return ,而不会释放对象,为什么?

实际上苹果在64位系统开始推出了“Tagged Pointer”技术来优化NSNumber、NSString、NSDate等小对象的存储,在没有引入“Tagged Pointer”技术之前,NSNumber等对象需要动态分配内存、维护引用技术,NSNumber指针存储的是NSNumber对象的地址值。iOS引入“Tagged Pointer”技术之后,NSNumber指针里面存储的数据变成了“Tag+Data”,也就是直接将数据存储在指针中。仅当指针不够存储数据时,才会使用动态分配内存的方式来存储数据。
“Tagged Pointer”的好处是:一方面节约计算机内存,另一方面因为可以直接从指针中读取数据,可以节约之前objc_msgSend流程消耗的时间。
那对于下面三个“对象”(这里注意“”修饰,因为a、b本质上属于Tagged Pointer类型,而不是OC对象):
a. NSNumber *number1 = @4;
b. NSNumber *number2 = @5;
c. NSNumber number3 = @(0xFFFFFFFFFFFFFFF)。
对于a、b,所对应的二级制编码分别为0b0100、0b0101,仅仅占用3 bit,用一个字节(8bit)就足够存储了,而OC的指针
number1、*number2都占用8个字节,因此我们完全可以将a、b的值存放在指针中,那么a、b实际上就不是真正的对象了,也就不存在执行所谓的- (void) dealloc{}流程。如果按照64位之前的策略,那存储a、b这样的小对象,需要在堆空间alloc init出一个NSNumber对象,然后将@10放入对象中,这个过程至少占用16字节,然后在栈区用一个指针指向这个NSNumber对象,栈空间指针又占用8字节,所以至少需要24字节存储a、b这样的小对象,很浪费内存。

  • 分析代码得到,当一个对象被回收的时候调用流程:
  1. -(void)dealloc ->
  2. _objc_rootDealloc(id obj) ->
  3. objc_object::rootDealloc() ->
  4. object_dispose(id obj) ->
  5. objc_destructInstance(id obj) ->
  6. objc_object::clearDeallocating() ->
  7. objc_object::clearDeallocating_slow() ->
  8. weak_clear_no_lock(weak_table_t weak_table, id referent_id) ->
  9. weak_entry_for_referent(weak_table_t *weak_table, objc_object *referent)

再看一次"weak_entry_t * weak_entry_for_referent(weak_table_t *weak_table, objc_object *referent)"函数实现细节

///直到 index 对应的  weak_entries[index].referent ==  referent 是我们要释放掉的对象时 才会退出循环 while (weak_table->weak_entries[index].referent != referent) {/// 用 index + 1 方式 生成一个新的 index 继续在 weak_entries查找 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;}}

函数内部利用正在被dealloc的对象地址referent 通过哈希函数hash_pointer()计算,再&weak_table->mask获得begin索引,所以可推测weak_table是一个散列表结构,weak_table来自于SideTable对象中的“weak_table”成员,有了这个当前对象在散列表中的索引,就可以通过索引获取当前对象的弱引用数组了(当然根据获取到的begin索引得到的散列结果可能并不是这个“dealloc对象”的,因为存在散列冲突,所以这里面有while ()循环判断当前index散列值的“ referent”与我们传入的“ referent”是否匹配)。

通过这个while循环,可见这个散列表解决散列冲突采用的是“开放寻址法”。

程序运行时将弱引用存到一个哈希表中,当对象obj要销毁的时候,哈希函数根据obj地址获取到索引,然后从哈希表中取出obj对应的弱引用集合weak_entries,遍历weak_entries并一一清空(也就对应源码中函数void weak_clear_no_lock(weak_table_t weak_table, id referent_id)所做的referrer = nil;)。

3.2 weak实现的流程
3.2.1 初始化时:runtime会调用objc_initWeak函数,objc_initWeak函数会初始化一个新的weak指针指向对象的地址。
{NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];id __weak obj1 = obj;
}

当我们初始化一个weak变量时,runtime会调用 NSObject.mm 中的objc_initWeak函数。这个函数在Clang中的声明如下:

id objc_initWeak(id *object, id value);

而对于 objc_initWeak() 方法的实现

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);
}

可以看出,这个函数仅仅是一个深层函数的调用入口,而一般的入口函数中,都会做一些简单的判断(例如 objc_msgSend 中的缓存判断),这里判断了其指针指向的类对象是否有效,无效直接释放,不再往深层调用函数。否则,object将被注册为一个指向value的__weak对象。而这事应该是objc_storeWeak函数干的。

注意: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null,或者指向一个有效的对象。

3.2.2 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。
  1. objc_storeWeak的函数声明如下:
id objc_storeWeak(id *location, id value);
  1. objc_storeWeak() 的具体实现如下:
// 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;
}
  1. 撇开源码中各种锁操作,来看看这段代码都做了些什么。
  • SideTable

SideTable 这个结构体,我给他起名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 散列表 所有 weak 指针存放在这个表里,weak 引用全局 hash 表weak_table_t weak_table;
}

对于 slock 和 refcnts 两个成员不用多说,第一个是为了防止竞争选择的自旋锁,第二个是协助对象的 isa 指针的 extra_rc 共同引用计数的变量(对于对象结果,在今后的文中提到)。这里主要看 weak 全局 hash 表的结构与作用。

  • 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):

 struct weak_table_t {// 指针数组 存放 weak_entry_t 类型,保存了所有指向指定对象的 weak 指针weak_entry_t *weak_entries;// 存储空间,散列表最大可存放内容容量 size_t    num_entries;// 参与判断引用计数辅助量,&mask 可以获取一个 key 从而在散列表快速查找某个元素 uintptr_t mask;// hash key 最大偏移值uintptr_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。其实现也是这样的。

其中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对象的所有弱引用hash表。其定义如下:

typedef objc_object ** weak_referrer_t;
struct weak_entry_t {DisguisedPtrobjc_object> referent;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。从注释中写 out_of_line 成员为最低有效位,当其为0的时候, weak_referrer_t 成员将扩展为多行静态 hash table。其实其中的 weak_referrer_t 是二维 objc_object 的别名,通过一个二维指针地址偏移,用下标作为 hash 的 key,做成了一个弱引用散列。

那么在有效位未生效的时候,out_of_line 、 num_refs、 mask 、 max_hash_displacement 有什么作用?

//out_of_line:最低有效位,也是标志位。当标志位 0 时,增加引用表指针纬度。

//num_refs:引用数值。这里记录弱引用表中引用有效数字,因为弱引用表使用的是静态 hash 结构,所以需要使用变量来记录数目。

//mask:计数辅助量。

//max_hash_displacement:hash 元素上限阀值。

其实 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 指针二维数组。一维 objc_objective 指针可构成一张弱引用散列表,通过第三纬度实现了多张散列表,并且表数量为 WEAK_INLINE_COUNT 。

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。

旧对象解除注册操作 weak_unregister_no_lock

该方法主要作用是将旧对象在 weak_table 中接触 weak 指针的对应绑定。根据函数名,称之为解除注册操作。从源码中,可以知道其功能就是从 weak_table 中接触 weak 指针的绑定。而其中的遍历查询,就是针对于 weak_entry 中的多张弱引用散列表。

新对象添加注册操作 weak_register_no_lock

这一步与上一步相反,通过 weak_register_no_lock 函数把心的对象进行注册操作,完成与对应的弱引用表进行绑定操作。

初始化弱引用对象流程一览

弱引用的初始化,从上文的分析中可以看出,主要的操作部分就在弱引用表的取键、查询散列、创建弱引用表等操作,可以总结出如下的流程图:

这个图中省略了很多情况的判断,但是当声明一个 weak 会调用上图中的这些方法。当然, storeWeak 方法不仅仅用在 weak 的声明中,在 class 内部的操作中也会常常通过该方法来对 weak 对象进行操作。

3.2.3 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。
  • 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?当释放对象时,其基本流程如下:
(1) 调用objc_release
(2) 因为对象的引用计数为0,所以执行dealloc
(3) 在dealloc中,调用了_objc_rootDealloc函数
(4) 在_objc_rootDealloc中,调用了object_dispose函数
(5) 调用objc_destructInstance
(6) 最后调用objc_clear_deallocating
  1. 调用objc_release
  2. 因为对象的引用计数为0,所以执行dealloc
  3. 在dealloc中,调用了_objc_rootDealloc函数
  4. 在_objc_rootDealloc中,调用了object_dispose函数
  5. 调用objc_destructInstance
  6. 最后调用objc_clear_deallocating
    objc_clear_deallocating函数实现:
void  objc_clear_deallocating(id obj)
{assert(obj);assert(!UseGC);if (obj->isTaggedPointer()) return;obj->clearDeallocating();
}

也就是调用了clearDeallocating,继续追踪可以发现,它最终是使用了迭代器来取weak表的value,然后调用weak_clear_no_lock,然后查找对应的value,将该weak指针置空,weak_clear_no_lock函数的实现如下:

/*** 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 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 referencesweak_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);
}

objc_clear_deallocating该函数的动作如下:

1、从weak表中获取废弃对象的地址为键值的记录

2、将包含在记录中的所有附有 weak修饰符变量的地址,赋值为nil

3、将weak表中该记录删除

4、从引用计数表中删除废弃对象的地址为键值的记录

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