weak的底层原理

news2024/10/7 12:18:47

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weak 引用在 iOS 中通过维护一个全局的弱引用表来实现。当弱引用的对象被释放时，所有指向它的弱引用会被自动置为 nil，从而防止悬挂指针。

弱引用表（Weak Table）的键和值

理解弱引用表的键和值对于理解 weak 引用的底层机制非常重要。下面我详细解释一下这两个概念，并用示例和图表来说明。

键（Key）

对象指针（Object Pointer）：这是被 weak 引用的对象的内存地址。每个被 weak 引用的对象在弱引用表中都有一个对应的条目，其键就是这个对象的内存地址。

值（Value）

弱引用指针集合（Set of Weak Reference Pointers）：这是一个集合，包含了所有指向该对象的 weak 引用指针的地址。当一个对象有多个 weak 引用时，这些引用指针的地址都会记录在集合中。

具体示例

示例代码

Person *personInstance = [[Person alloc] init];
__weak Person *weakPerson1 = personInstance;
__weak Person *weakPerson2 = personInstance;

在这个示例中：

personInstance 是一个 Person 对象的强引用。
weakPerson1 和 weakPerson2 是 Person 对象的两个弱引用。

弱引用表表示

创建弱引用时：
- 假设 personInstance 的内存地址是 0x1000。
- weakPerson1 的内存地址是 0x2000。
- weakPerson2 的内存地址是 0x3000。

Weak Table:
+-------------------+-------------------+
| Object Pointer    | Weak Reference(s) |
+-------------------+-------------------+
| 0x1000            | [0x2000, 0x3000]  |  // personInstance is referenced by weakPerson1 and weakPerson2
+-------------------+-------------------+

在这个弱引用表中：

键 0x1000 是 personInstance 的内存地址。
值 [0x2000, 0x3000] 是一个集合，包含了所有指向 personInstance 的弱引用指针（weakPerson1 和 weakPerson2 的地址）。

对象释放时

当 personInstance 的引用计数变为零，系统准备释放该对象时，运行时会执行以下操作：

找到所有弱引用：
- 在弱引用表中查找键 0x1000，找到对应的值 [0x2000, 0x3000]。
置 nil：
- 将 0x2000 和 0x3000 地址上的值置为 nil。
删除条目：
- 从弱引用表中删除键 0x1000 的条目。

Weak Table (before release):
+-------------------+-------------------+
| Object Pointer    | Weak Reference(s) |
+-------------------+-------------------+
| 0x1000            | [0x2000, 0x3000]  |
+-------------------+-------------------+

Weak Table (after release):
+-------------------+-------------------+
| Object Pointer    | Weak Reference(s) |
+-------------------+-------------------+
| (nil)             | [nil, nil]        |  // personInstance 已被释放，weakPerson1 和 weakPerson2 被置为 nil
+-------------------+-------------------+