iOS weak源碼詳解

準備工作

  • 請準備好750.1版本的objc4源碼一份【目前最新的版本】，打開它玫恳，找到文章中提到的方法捌治，類型，對象
  • 一切請以手中源碼為準纽窟，不要輕信任何人肖油，任何文章，包括本篇博客
  • 文章中的源碼都請過了我的刪改臂港，建議還是先看看源碼
  • 源碼建議從Apple官方開源網(wǎng)站獲取obj4
  • 官網(wǎng)上下載下來需要自己配置才能編譯運行森枪，如果不想配置，可以在RuntimeSourceCode中clone

數(shù)據(jù)模型

SideTables()

  • SideTables()是一個全局的哈希表审孽，里面存儲了sideTable結(jié)構(gòu)體县袱，根據(jù)對象的地址可以在sidetables()找到相應的SideTable
  • SideTables()的定義：
static StripedMap<SideTable>& SideTables() {
    return *reinterpret_cast<StripedMap<SideTable>*>(SideTableBuf);
}
  • 可以大致理解為，該方法會返回一個StripedMap類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)佑力，里面存儲的類型是SideTable

StripedMap

template<typename T>
class StripedMap {
#if TARGET_OS_IPHONE && !TARGET_OS_SIMULATOR
    enum { StripeCount = 8 };
#else
    enum { StripeCount = 64 };
#endif

    struct PaddedT {
        T value alignas(CacheLineSize);
        //enum { CacheLineSize = 64 };
    };

    PaddedT array[StripeCount];
    //enum { StripeCount = 64 };

    static unsigned int indexForPointer(const void *p) {
        uintptr_t addr = reinterpret_cast<uintptr_t>(p);
        return ((addr >> 4) ^ (addr >> 9)) % StripeCount;
    }

 public:
    //重載
    T& operator[] (const void *p) { 
        return array[indexForPointer(p)].value; 
    }
    const T& operator[] (const void *p) const { 
        return const_cast<StripedMap<T>>(this)[p]; 
    }
};
  • 這里面其實StripedMap里一共就一個PaddedT類型的數(shù)組式散，大小為StripeCount【64】
  • SideTables() 返回的 StripedMap, 是一個 value 為 SideTable 的哈希桶(由于 SideTable 內(nèi)部又在維護數(shù)組, 所以這是一個哈希桶結(jié)構(gòu)), 哈希值由對象的地址計算得出

補充知識：哈希桶

  • 哈希桶算法就是鏈地址解決沖突的方法
  • 所謂哈希桶，以SideTables與SideTable的方式來舉例的話打颤，就是本來數(shù)據(jù)數(shù)量不多的時候暴拄，只要有個SideTables就行，但由于數(shù)據(jù)數(shù)量超過了64【SideTables內(nèi)部數(shù)組的長度】编饺，導致出現(xiàn)了哈希沖突乖篷，兩個對象都有f（key），需要占用同一個空間
  • 哈希桶就是將這個數(shù)組的單個空間擴展成一個拉鏈一樣的結(jié)構(gòu)透且，將指向同一個空間的值存到同一條拉鏈上
  • 這里撕蔼，SideTable就是一條拉鏈，一個對象根據(jù)其地址在SideTables上找到相應的SideTable秽誊，存入其中
  • 拉鏈可以用數(shù)組/鏈表組織數(shù)據(jù)鲸沮，Apple使用的是數(shù)組

SideTable

  • SideTable的定義一點都不長，卻很麻煩
struct SideTable {
    spinlock_t slock;   //自旋鎖
    RefcountMap refcnts;    //存放引用計數(shù)
    weak_table_t weak_table;   //weak_table是一個哈希
};
  • 這里先來看這三兄弟是干什么的

spinlock_t slock【自旋鎖】

補充知識：鎖

  • 鎖是操作系統(tǒng)中的一個概念
  • 為了保證數(shù)據(jù)的一致性锅论，在多線程編程中我們會用到鎖讼溺，使得在某一時間點，只有一個線程進入臨界區(qū)代碼棍厌。雖然不同的語言可能會提供不同的鎖接口肾胯，但是底層調(diào)用的都是操作系統(tǒng)的提供的鎖，不同的高級語言只是在操作系統(tǒng)的鎖機制基礎上進行了些封裝而已耘纱，要真正理解鎖敬肚，還是得看操作系統(tǒng)是怎么實現(xiàn)鎖的。
  • 以引用計數(shù)舉例束析，由于我們的程序是多線程的艳馒，可能在不同的線程都會對某個對象的應用計數(shù)操作，導致混亂
  • 這里使用鎖员寇，當某次訪問開始時弄慰，鎖就被持有，其余訪問就不能進行蝶锋，當訪問結(jié)束陆爽，鎖被空出來，才能輪到其他訪問去競爭這把鎖

RefcountMap refcnts【存放引用計數(shù)】

引用計數(shù)存在RefcountMap結(jié)構(gòu)里扳缕，也就是上文介紹哈希桶的時候提到的拉鏈
這也是個hash結(jié)構(gòu)慌闭，根據(jù)對象地址存儲引用計數(shù)

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

//DenseMap
template<typename KeyT, typename ValueT,
         bool ZeroValuesArePurgeable = false, 
         typename KeyInfoT = DenseMapInfo<KeyT> >
class DenseMap
    : public DenseMapBase<DenseMap<KeyT, ValueT, ZeroValuesArePurgeable, KeyInfoT>,
                          KeyT, ValueT, KeyInfoT, ZeroValuesArePurgeable> {
  typedef DenseMapBase<DenseMap, KeyT, ValueT, KeyInfoT, ZeroValuesArePurgeable> BaseT;
  //ZeroValuesArePurgeable：ZeroValuesArePurgeable 默認值是 false, 但 RefcountMap 指定其初始化為 true. 這個成員標記是否可以使用值為 0 (引用計數(shù)為 1) 的桶.

                              
  typedef typename BaseT::BucketT BucketT;
  friend class DenseMapBase<DenseMap, KeyT, ValueT, KeyInfoT, ZeroValuesArePurgeable>;

  BucketT *Buckets;
  //Buckets 指針管理一段連續(xù)內(nèi)存空間, 也就是數(shù)組, 數(shù)組成員是 BucketT 類型的對象桶的 key 為 EmptyKey 時是空桶
  //typedef std::pair<KeyT, ValueT> BucketT;
  //桶的數(shù)據(jù)類型std::pair，將對象地址和對象的引用計數(shù)(這里的引用計數(shù)類似于 isa, 也是使用其中的幾個 bit 來保存引用計數(shù), 留出幾個 bit 來做其它標記位)組合成一個數(shù)據(jù)類型.
  unsigned NumEntries;
  //NumEntries 記錄數(shù)組中已使用的非空的桶的個數(shù).
  unsigned NumTombstones;
  //當一個對象的引用計數(shù)為0, 要從桶中取出時, 其所處的位置會被標記為 TombstoneNumTombstones 就是數(shù)組中的墓碑的個數(shù). 后面會介紹到墓碑的作用
  unsigned NumBuckets;
  //NumBuckets 桶的數(shù)量, 因為數(shù)組中始終都充滿桶, 所以可以理解為數(shù)組大小.
}

DisguisedPtr

  • DisguisedPtr是runtime對于普通對象指針(引用)的一個封裝躯舔，目的在于隱藏weak_table_t的內(nèi)部指針驴剔。
  • 對于這個我了解的也不是很清楚，大概理解就是通過static uintptr_t disguise(T* ptr) {return -(uintptr_t)ptr;}來實現(xiàn)隱藏

DenseMap

  • 當你進入DenseMap定義的時候粥庄，抬頭看下最上方的文件名丧失，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)離開objc4了，進入了一個叫l(wèi)lvm-DenseMap.h的里世界惜互，這里面的代碼也是開著全局搜索也搜不到的神仙代碼【但很奇怪布讹，這里還是可以編輯】
補充知識：LLVM
  • LLVM是構(gòu)架編譯器(compiler)的框架系統(tǒng)，以C++編寫而成训堆，用于優(yōu)化以任意程序語言編寫的程序的編譯時間(compile-time)炒事、鏈接時間(link-time)、運行時間(run-time)以及空閑時間(idle-time)蔫慧，對開發(fā)者保持開放挠乳，并兼容已有腳本。
  • LLVM計劃啟動于2000年姑躲，最初由美國UIUC大學的Chris Lattner博士主持開展睡扬。2006年Chris Lattner加盟Apple Inc.并致力于LLVM在Apple開發(fā)體系中的應用。Apple也是LLVM計劃的主要資助者黍析。
  • 目前LLVM已經(jīng)被蘋果IOS開發(fā)工具卖怜、Xilinx Vivado、Facebook阐枣、Google等各大公司采用马靠。
  • 簡單來說奄抽，把這里的理解成某個第三方庫就行
  • 這個DenseMap中的操作我只不講源碼，只分析其流程甩鳄，感興趣可以自己深入
哈希實現(xiàn)

  • 這個DenseMap本質(zhì)上是std::pair<KeyT, ValueT>逞度，C++中的pair類型，反正也是個鍵值對

  • DenseMap同樣是個hash結(jié)構(gòu)妙啃，下面來分析它的流程【很多參數(shù)的解釋我都在代碼注釋里寫了】

  • 這里借用下runtime(二) SideTables大神的圖解完全講清楚了問題档泽，厲害

  • 首先我們有一個初始化好的, 大小為 9 的桶數(shù)組

  • 同時有 a b c d e 五個對象要使用桶數(shù)組, 這里我們假設五個對象都被哈希算法分配到下標 0 的位置里. a 第一個進入, 但 b c d e 由于下標 0 處已經(jīng)不是空桶, 則需要進行下一步哈希算法來查找合適的位置, 假設這 4 個對象又恰巧都被分配到了下標為 1 的位置, 但只有 b 可以存入. 假設每一次哈希計算都只給下標增加了 1, 以此類推我們能得到:

  • 假設這個時候 c 對象被釋放了, 之前提到過這個時候會把對應的位置的 key 設置為 TombstoneKey:
圖片.png
  • 接下來就體現(xiàn)了墓碑的作用:
    1. 如果 c 對象銷毀后將下標 2 的桶設置為空桶, 此時為 e 對象增加引用計數(shù), 根據(jù)哈希算法查找到下標為 2 的桶時, 就會直接插入, 無法為已經(jīng)在下標為 4 的桶中的 e 增加引用計數(shù).
    2. 如果此時初始化了一個新的對象 f, 根據(jù)哈希算法查找到下標為 2 的桶時發(fā)現(xiàn)桶中放置了墓碑, 此時會記錄下來下標 2. 接下來繼續(xù)哈希算法查找位置, 查找到空桶時, 就證明表中沒有對象 f, 此時 f 使用記錄好的下標 2 的桶而不是查找到的空桶, 就可以利用到已經(jīng)釋放的位置.
  • 對于DenseMap的分析我們就到這

weak_table_t weak_table

/**
 * The global weak references table. Stores object ids as keys,
 * and weak_entry_t structs as their values.
 */
struct weak_table_t {
    weak_entry_t *weak_entries; //管理所有指向某對象的weak指針，也是一個hash
    size_t    num_entries;  //數(shù)組中已占用位置的個數(shù)
    uintptr_t mask;  //數(shù)組下標最大值(即數(shù)組大小 -1)
    uintptr_t max_hash_displacement;  //最大哈希偏移值
};
  • weak_table并沒有直接是個數(shù)組存放weak指針揖赴，而是使用一個結(jié)構(gòu)體weak_entry_t *weak_entries;去存放weak指針

weak_entry_t *weak_entries【存放weak指針】

struct weak_entry_t {
    DisguisedPtr<objc_object> referent; //被指對象的地址馆匿。前面循環(huán)遍歷查找的時候就是判斷目標地址是否和他相等。
    union {
        struct {
            weak_referrer_t *referrers; //可變數(shù)組,里面保存著所有指向這個對象的弱引用的地址燥滑。當這個對象被釋放的時候渐北，referrers里的所有指針都會被設置成nil。
            //指向 referent 對象的 weak 指針數(shù)組
            uintptr_t        out_of_line_ness : 2; //這里標記是否超過內(nèi)聯(lián)邊界, 下面會提到
            uintptr_t        num_refs : PTR_MINUS_2; //數(shù)組中已占用的大小
            uintptr_t        mask; //數(shù)組下標最大值(數(shù)組大小 - 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個元素的數(shù)組铭拧，默認情況下用它來存儲弱引用的指針腔稀。當大于4個的時候使用referrers來存儲指針。
            //當指向這個對象的weak指針不超過4個羽历，則直接使用數(shù)組inline_referrers焊虏，省去hash
        };
    };

  • 這里有見到了我們的老朋友union，也就提示我們Apple同樣是使用過同一段內(nèi)存去存放不同的信息

  • 這里有兩個數(shù)組秕磷，一個是weak_referrer_t inline_referrers[WEAK_INLINE_COUNT]诵闭，數(shù)組長度只有4，當某個對象的weak指針個數(shù)小于四的時候澎嚣，會存入這個數(shù)組疏尿，當大于四的時候才會存到referrers當中

  • 至此，所有的數(shù)據(jù)模型總結(jié)完畢

  • 是不是感覺有點懵易桃？

結(jié)構(gòu)總結(jié)

圖片.png
  • 總之只要是數(shù)組的基本都是哈希結(jié)構(gòu)

SideTables以及SideTable的關系

  • 這里借用下iOS管理對象內(nèi)存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及操作算法--SideTables褥琐、RefcountMap、weak_table_t-二大神的比喻
  • 假設有80個學生需要咱們安排住宿晤郑，同時還要保證學生們的財產(chǎn)安全敌呈。應該怎么安排？
  • 顯然不會給80個學生分別安排80間宿舍造寝，然后給每個宿舍的大門上加一把鎖磕洪。那樣太浪費資源了鎖也挺貴的，太多的宿舍維護起來也很費力氣诫龙。
  • 我們一般的做法是把80個學生分配到10間宿舍里析显，每個宿舍住8個人。假設宿舍號分別是101签赃、102 谷异、... 110分尸。然后再給他們分配床位，01號床歹嘹、02號床等箩绍。然后給每個宿舍配一把鎖來保護宿舍內(nèi)同學的財產(chǎn)安全。為什么不只給整個宿舍樓上一把鎖荞下，每次有人進出的時候都把整個宿舍樓鎖上伶选？顯然這樣會造成宿舍樓大門口阻塞史飞。
  • OK假如現(xiàn)在有人要找102號宿舍的2號床的人聊天尖昏。這個人會怎么做？ 1构资、找到宿舍樓(SideTables)的宿管抽诉，跟他說自己要找10202(內(nèi)存地址當做key)。 2吐绵、宿管帶著他SideTables[10202]找到了102宿舍SideTable迹淌，然后把102的門一鎖lock，在他訪問102期間不再允許其他訪客訪問102了己单。(這樣只是阻塞了102的8個兄弟的訪問唉窃，而不會影響整棟宿舍樓的訪問) 3、然后在宿舍里大喊一聲:"2號床的兄弟在哪里纹笼？"table.refcnts.find(02)你就可以找到2號床的兄弟了纹份。 4、等這個訪客離開的時候會把房門的鎖打開unlock廷痘，這樣其他需要訪問102的人就可以繼續(xù)進來訪問了蔓涧。
  • SideTables == 宿舍樓；SideTable == 宿舍笋额；RefcountMap里存放著具體的床位
  • 蘋果之所以需要創(chuàng)造SideTables的Hash沖突是為了把對象放到宿舍里管理元暴，把鎖的粒度縮小到一個宿舍SideTable。RefcountMap的工作是在找到宿舍以后幫助大家找到正確的床位的兄弟兄猩。
  • 討論完這些問題之后茉盏，我們終于可以開始研究weak調(diào)用的方法了

weak相關的方法

objc_initWeak(id *location, id newObj)

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

    return storeWeak<DontHaveOld, DoHaveNew, DoCrashIfDeallocating>
        (location, (objc_object*)newObj);
}
  • 該方法中的兩個參數(shù)location是指weak 指針，newObj 是 weak 指針將要指向的對象

storeWeak(id *location, objc_object *newObj)

    id oldObj;
    SideTable *oldTable;
    SideTable *newTable;

    // Clean up old value, if any.
    if (haveOld) {
        weak_unregister_no_lock(&oldTable->weak_table, oldObj, location);
    }

    // Assign new value, if any.
    if (haveNew) {
        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()) {
            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.
    }
    return (id)newObj;
  • 這里要先進行haveOld判斷枢冤，也就是如果該指針有指向的舊值援岩，先要weak_unregister_no_lock(&oldTable->weak_table, oldObj, location);處理舊值
  • 之后在weak_register_no_lock(&newTable->weak_table, (id)newObj, location,crashIfDeallocating);進行賦值操作

weak_unregister_no_lock

//從原有的表中先刪除這個 weak 指針注銷已注冊的弱引用。當引用者的存儲即將消失掏导，但引用還沒有死享怀。（否則，稍后歸零引用將是內(nèi)存訪問錯誤趟咆。）如果引用/引用不是當前活動的弱引用添瓷，則不執(zhí)行任何操作梅屉。引用不為零。
void
weak_unregister_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id, 
                        id *referrer_id)
{
    objc_object *referent = (objc_object *)referent_id; //weak 指針指向的對象
    objc_object **referrer = (objc_object **)referrer_id;  //referrer_id是 weak 指針, 操作時需要用到這個指針的地址

    weak_entry_t *entry;

    if (!referent) return;

    if ((entry = weak_entry_for_referent(weak_table, referent))) {  //查找 referent 對象對應的 entry
        remove_referrer(entry, referrer);  //從 referent 對應的 entry 中刪除地址為 referrer 的 weak 指針
        bool empty = true;
        if (entry->out_of_line()  &&  entry->num_refs != 0) { //如果 entry 中的數(shù)組容量大于 4 并且數(shù)組中還有元素
            empty = false; //entry 非空
        }
        else {
            for (size_t i = 0; i < WEAK_INLINE_COUNT; i++) {
                if (entry->inline_referrers[i]) { //否則循環(huán)查找 entry 數(shù)組, 如果 4 個位置中有一個非空
                    empty = false;  //entry 非空
                    break;
                }
            }
        }
        if (empty) {
            weak_entry_remove(weak_table, entry); //從 weak_table 中移除該條 entry
        }
    }
}
  • 這里先是remove_referrer(entry, referrer);從對應的entry中刪除該weak記錄
  • 之后我們需要判斷鳞贷，還有沒有指向這個地址的weak指針了坯汤，所以有下面的判空操作，如果這個entry已經(jīng)沒有東西了搀愧，將整個刪除

weak_register_no_lock
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;
// now remember it and where it is being stored
weak_entry_t *entry; //如果 weak_table 有對應的 entry
if ((entry = weak_entry_for_referent(weak_table, referent))) {
append_referrer(entry, referrer); //將 weak 指針存入對應的 entry 中
}
else {
weak_entry_t new_entry(referent, referrer); //創(chuàng)建新的 entry
weak_grow_maybe(weak_table); //查看是否需要調(diào)整 weak_table 中 weak_entries 數(shù)組大小
weak_entry_insert(weak_table, &new_entry); //將新的 entry 插入到 weak_table 中
}
return referent_id;
}
這里如果該地址有對應的entry惰聂，在里面存入指針；如果沒有entry咱筛，就新建entry搓幌，在里面插入weak指針，并插入weak_table

weak_entry_for_referent(weak_table_t *weak_table, objc_object *referent)
該方法通過對象的地址迅箩，獲取到該weak_table中的entry【保存著指向某對象的所有weak指針】
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];

}
hash_pointer也是使用指針地址溉愁，映射到一個索引。&weak_table->mask這個操作是饲趋？這個mask實際值是表的size-1,而size是2的n次方進行擴張的拐揭，所以mask的形式就1111 1111 1111這種，索引和mask位與之后的值必定就落在了[0, size]范圍內(nèi)奕塑。也就是說堂污，先是通過hash_pointer對地址進行hash映射，得到下標龄砰，接下來通過位遮蔽盟猖，保證這個映射是在范圍內(nèi)的，不會超出范圍
index = (index+1) & weak_table->mask;是在遇到哈希沖突的時候寝贡，就一直往下找下一個位置

下面我們看下append_referrer的實現(xiàn)

static void append_referrer(weak_entry_t *entry, objc_object **new_referrer)
{
    if (! entry->out_of_line()) { //如果數(shù)組大小沒超過 4
        // Try to insert inline.
        for (size_t i = 0; i < WEAK_INLINE_COUNT; i++) {
            if (entry->inline_referrers[i] == nil) { //循環(huán)查找數(shù)組成員
                entry->inline_referrers[i] = new_referrer; //把新的 weak 指針插入到空位置
                return;
            }
        }
        //也就是說走到這就是剛好之前有四個引用扒披，現(xiàn)在添加第五個
        //數(shù)組中的 4 個位置都非空, 就要調(diào)整策略使用 referrers 了
        //從這里開始, 這一段是把 inline_referrers 數(shù)組調(diào)整為使用 referrers 的形式
        // Couldn't insert inline. Allocate out of line.
        weak_referrer_t *new_referrers = (weak_referrer_t *)
            calloc(WEAK_INLINE_COUNT, sizeof(weak_referrer_t)); //還是開辟 4 個 weak_referrer_t 大小的空間
        // 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]; //將 inline_referrers 中的值賦值給 referrers
        }
        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;
    }

    assert(entry->out_of_line());

    if (entry->num_refs >= TABLE_SIZE(entry) * 3/4) {
        return grow_refs_and_insert(entry, new_referrer);
    }

    //開始哈希算法
    size_t begin = w_hash_pointer(new_referrer) & (entry->mask);
    size_t index = begin; //使用哈希算法計算到一個起始下標
    size_t hash_displacement = 0; //哈希偏移次數(shù)
    while (entry->referrers[index] != nil) {  //循環(huán)找空位置
        hash_displacement++;
        index = (index+1) & entry->mask;
        if (index == begin) bad_weak_table(entry);
    }
    //這里記錄下移位的最大值, 那么數(shù)組里的任何一個數(shù)據(jù), 存儲時的移位次數(shù)都不大于這個值
    //可以提升查找時的效率, 如果移位次數(shù)超過了這個值都沒有找到, 就證明要查找的項不在數(shù)組中
    if (hash_displacement > entry->max_hash_displacement) {
        entry->max_hash_displacement = hash_displacement;
    }
    weak_referrer_t &ref = entry->referrers[index];
    ref = new_referrer;
    entry->num_refs++;
}
  • 這里首先是要判斷關聯(lián)數(shù)組里有沒有空位【關聯(lián)數(shù)組沒有使用哈希】圃泡，如果關聯(lián)數(shù)組有空位的話碟案，直接插入
  • 沒有空位需要使用且是剛好第五個的情況，需要初始化一個weak_referrer_t颇蜡，將關聯(lián)數(shù)組里的數(shù)據(jù)先存進去【也就是說不會兩個一起用】
  • 接下來通過哈希操作存入

賦值操作

weak_referrer_t &ref = entry->referrers[index];
ref = new_referrer;
entry->num_refs++;
  • 這個賦值語句之前一直讓我百思不得其解价说，現(xiàn)在感覺還是C語言學的不到位呀
  • 首先，現(xiàn)在的index就是我們正確的插入下標风秤，按照我們正常人明顯應該這么寫
entry->referrers[index] = new_referrer;
entry->num_refs++;
  • 這是Apple偏偏沒有這么寫鳖目，寫了上面這三行
  • 說來慚愧，我之前都覺得weak_referrer_t &ref = entry->referrers[index];明顯是錯的缤弦，哪有初始化一個地址這個說法的
  • 現(xiàn)在我的理解可能依然不太對领迈，我覺得是這樣，ref依然是個weak_referrer_t類型的變量，現(xiàn)在通過&取地址符狸捅，設置這個變量的地址【這里就覺得很迷了衷蜓，一個結(jié)構(gòu)體的地址怎么可以變呢？或者理解成ref不是一個實際上的變量尘喝，只是一個標志符】
  • 現(xiàn)在我們把referrers[index]賦給了這個地址磁浇，也就相當于ref現(xiàn)在就是referrers[index]【自己都覺得解釋的很不清楚。朽褪。置吓。】
  • 放一段自己做的實驗
#include <iostream>
using namespace std;

struct Padd {
    int a;
    float b;
}bucket[10];

int main(int argc, const char * argv[]) {
    // insert code here...
    std::cout << "Hello, World!\n";
    int j = 0;
    float k = 16;
    for (Padd &i : bucket) {
        i.a = j++;
        i.b = k++;
    }
    for (Padd &i : bucket) {
        cout << i.a << "XXX" << i.b << endl;
    }

    Padd *testPadd = (Padd *)malloc(sizeof(Padd));
    testPadd->a = 99;
    testPadd->b = 109;
    Padd &ref = bucket[4];
    ref = *testPadd;
    printf("%p\n", &bucket[4]);
    printf("%p\n", &ref);

    for (Padd &i : bucket) {
        cout << i.a << "XXX" << i.b << endl;
    }

    return 0;
}

dealloc后將weak指針置nil【weak_clear_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id) 】

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) {
        return;
    }
    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;
            }
        }
    }

    weak_entry_remove(weak_table, entry);
}
  • 前面將關聯(lián)數(shù)組和referrers都看作一個數(shù)組，獲取相應的count，進行nil操作

方法總結(jié)

后續(xù)更新

對于weak對象的訪問：objc_loadWeakRetained

  • 先回看下《iOS高級編程》中的描述
id  __weak obj1 = obj0;
NSLog(@"class = %@",[obj1 class]);

id __weak obj1 = obj0;
id __autoreleasing tmp = obj1;
NSLog(@"class = %@",[tmp class]);//實際訪問的是注冊到自動釋放池的對象
  • 現(xiàn)在我們有源碼了劣挫，可以看看具體是怎么實現(xiàn)的
//實驗代碼
NSObject *obj0 = [[NSObject alloc] init];
NSObject *obj1 __weak = obj0;
printf("retain count = %ld\n",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(obj0))); //結(jié)果為1
printf("retain count = %ld\n",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(obj1)));    //斷點打在這里 結(jié)果為2
  • 接著跟著方法調(diào)用棧往下走，發(fā)現(xiàn)來到objc_loadWeakRetained
id
objc_loadWeakRetained(id *location)
{
    id obj;
    id result;
    Class cls;

    SideTable *table;

 retry:
    // fixme std::atomic this load
    obj = *location;
    if (!obj) return nil;
    if (obj->isTaggedPointer()) return obj;

    table = &SideTables()[obj];

    table->lock();
    if (*location != obj) {
        table->unlock();
        goto retry;
    }
    result = obj;

    cls = obj->ISA();
    if (! cls->hasCustomRR()) {
        // Fast case. We know +initialize is complete because
        // default-RR can never be set before then.
        assert(cls->isInitialized());
        if (! obj->rootTryRetain()) {   //rootTryRetain執(zhí)行了retain操作
            result = nil;
        }
    }    
    table->unlock();
    return result;
}
  • 這過方法里的 if (! obj->rootTryRetain())這一句調(diào)用了retain方法构拳，達到了引用計數(shù)+1咆爽，防止dealloc的作用
  • 接著我們給objc_release方法打上斷點梁棠，發(fā)現(xiàn)這句打印一結(jié)束，就會調(diào)用release方法【是誰調(diào)用的斗埂，為什么會調(diào)用的符糊，我是一問三不知】
  • 也就是說對于weak修飾對象的訪問都會調(diào)用該方法，進行retain【包括NSObject *obj0 = [[NSObject alloc] init];NSObject *obj1 __weak = obj0;NSObject *obj2 = obj1;中的第三句呛凶，也算是訪問】
  • 因此男娄，書上說的autorelease的方式并不是目前真正的實現(xiàn)方式了
  • 我個人認為這種方式還要比autorelease更好理解些

isa_t中存放的引用計數(shù)

  • isa_t中有這兩塊內(nèi)容，uintptr_t has_sidetable_rc【是否使用sidetable來存放引用計數(shù)】漾稀，uintptr_t extra_rc【引用計數(shù)】
  • 也就是說對于能存的下的引用計數(shù)是通過isa來存儲的
  • 這里我們可觀察下retainCount方法來了解下這兩塊之間的關系
inline uintptr_t 
objc_object::rootRetainCount()
{
    if (isTaggedPointer()) return (uintptr_t)this;

    sidetable_lock();
    isa_t bits = LoadExclusive(&isa.bits);
    ClearExclusive(&isa.bits);
    if (bits.nonpointer) {
        uintptr_t rc = 1 + bits.extra_rc;
        if (bits.has_sidetable_rc) {
            rc += sidetable_getExtraRC_nolock();
        }
        sidetable_unlock();
        return rc;
    }

    sidetable_unlock();
    return sidetable_retainCount();
}
  • 哇模闲，真的是好久沒看到這么簡單易懂的源碼，在經(jīng)歷了各色妖魔鬼怪崭捍，現(xiàn)在這種跟幼兒讀物一樣的源碼我們讀起來完全跟割黃油一樣easy尸折，絲滑<g-emoji class="g-emoji" alias="v" fallback-src="https://github.githubassets.com/images/icons/emoji/unicode/270c.png" style="box-sizing: border-box; font-family: "Apple Color Emoji", "Segoe UI", "Segoe UI Emoji", "Segoe UI Symbol"; font-size: 1.2em; font-weight: 400; line-height: 20px; vertical-align: middle; font-style: normal !important; margin-right: 3px;">??</g-emoji>
  • 也就是說，最后返回的引用計數(shù)會是isa中的加上【如果超過限制】殷蛇，sideTable中的

為什么weak_entries中referrers要使用hash实夹？

我們來理一理思路，在weak_entries中粒梦，已經(jīng)有referent存儲了被指對象的地址亮航，referrers中存放的是所有指向該對象的weak指針的地址
而我們使用了hash的方式存儲，我們將weak指針的地址hash出一個index來存放weak指針的地址
有沒有覺得怪怪的匀们？一般來說我們用key【一般是對象地址】哈希出一個index作為存放地址缴淋，存放的是對象本身，也就是value
但在這里，等于就是用key存key了重抖。因此我之前以為這里沒必要hash圆存，因為假如我們希望查詢到該weak指針的地址，我們得拿weak指針的地址去找仇哆。沦辙。。
但其實這里還是因為沒有很好的理解他的意義讹剔，這張表不是為了查找weak指針的地址而存在的油讯，而是要記錄指向某一對象的所有weak指針而存在的，其存在的意義就是在記錄上有本身
我們查找某一weak指針往往基本上就是為了把記錄這個東西
在這張表上刪除延欠，我們的目的在于記錄本身陌兑，而不是其value本身，以上由捎。

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