weak底层千千万，吾竟装作看不见...

weak基本用法

weak是弱引用，用weak描述修饰或者所引用对象的计数器不会加一，并且会在引用的对象被释放的时候自动被设置为nil，大大避免了野指针访问坏内存引起崩溃的情况，另外weak还可以用于解决循环引用。

weak原理概括

 runtime 如何实现 weak 属性

要实现 weak 属性，首先要搞清楚 weak 属性的特点：

weak 此特质表明该属性定义了一种“非拥有关系” (nonowning relationship)。为这种属性设置新值时，设置方法既不保留新值，也不释放旧值。此特质同 assign 类似， 然而在属性所指的对象遭到摧毁时，属性值也会清空(nil out)。

那么 runtime 如何实现 weak 变量的自动置nil？

runtime 对注册的类， 会进行布局，对于 weak 对象会放入一个 hash 表中。 用 weak 指向的对象内存地址作为 key，当此对象的引用计数为0的时候会 dealloc，假如 weak 指向的对象内存地址是a，那么就会以a为键， 在这个 weak 表中搜索，找到所有以a为键的 weak 对象，从而设置为 nil。

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。

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。

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在 ARC 中,在有可能出现循环引用的时候,往往要通过让其中一端使用 weak 来解决,比如: delegate 代理属性

自身已经对它进行一次强引用,没有必要再强引用一次,此时也会使用 weak,自定义 IBOutlet 控件属性一般也使用 weak；当然，也可以使用strong。在下文也有论述：《IBOutlet连出来的视图属性为什么可以被设置成weak?》

不同点：

weak此特质表明该属性定义了一种“非拥有关系” (nonowning relationship)。为这种属性设置新值时，设置方法既不保留新值，也不释放旧值。此特质同assign类似， 然而在属性所指的对象遭到摧毁时，属性值也会清空(nil out)。 而assign的“设置方法”只会执行针对“纯量类型” (scalar type，例如 CGFloat 或 NSlnteger 等)的简单赋值操作。

assigin 可以用非 OC 对象,而 weak 必须用于 OC 对象

weak原理实现步骤

weak 的实现原理可概括三步：

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。

初始化流程图

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。

更新指针，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实现三步骤详细过程：

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;

        returnnil;

    }

    // 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

    returnstoreWeakfalse/*old*/, true/*new*/, true/*crash*/>

    (location, (objc_object*)newObj);

}

这里先判断了其指针指向的类对象是否有效，无效直接释放返回，不再往深层调用函数。否则，object将通过bjc_storeWeak函数被注册为一个指向value的__weak对象。

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。

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。

objc_storeWeak的函数声明如下：

id objc_storeWeak(id *location, id value);

objc_storeWeak() 的具体实现,请参考weak弱引用实现的方式，这里的实现很复杂，没看懂，没看懂。

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,详细过程如下：

   a. 从weak表中获取废弃对象的地址为键值的记录

   b. 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

   c. 将weak表中该记录删除

   d. 从引用计数表中删除废弃对象的地址为键值的记录

拓展补充

weak，__unsafe_unretained, unowned 与 assign区别

__unsafe_unretained: 不会对对象进行retain,当对象销毁时,会依然指向之前的内存空间(野指针)

weak: 不会对对象进行retain,当对象销毁时,会自动指向nil

assign: 实质与__unsafe_unretained等同

unsafe_unretained也可以修饰代表简单数据类型的property，weak也不能修饰用来代表简单数据类型的property。

__unsafe_unretained 与 weak 比较，使用 weak 是有代价的，因为通过上面的原理可知，__weak需要检查对象是否已经消亡，而为了知道是否已经消亡，自然也需要一些信息去跟踪对象的使用情况。也正因此，__unsafe_unretained 比 __weak快,所以当明确知道对象的生命期时，选择__unsafe_unretained 会有一些性能提升，这种性能提升是很微小的。但当很清楚的情况下，__unsafe_unretained 也是安全的，自然能快一点是一点。而当情况不确定的时候，应该优先选用 __weak 。

unowned使用在Swift中，也会分 weak 和 unowned。unowned 的含义跟 __unsafe_unretained 差不多。假如很明确的知道对象的生命期，也可以选择 unowned。