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03.SideTable和weak底层实现

我们先看一个小题目,看看下面的输出回事什么样的?
NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
NSLog(@"%zd - %@",(long)CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(objc)), objc);
__weak typeof(id) weakObjc = objc;
NSLog(@"%zd - %@",(long)CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(objc)), objc);
NSLog(@"%zd - %@",(long)CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(weakObjc)), weakObjc);
输出:
1、1、2。是不是很迷惑?别急我们慢慢来

前言

前面在对内存管理进行研究的时候接触到了 SideTalbe ,今天我们也依然会和他见面,它究竟是什么呢?
void
objc_object::sidetable_lock()
{
SideTable& table = SideTables()[this];
table.lock();
}
SideTable 可以看出, SideTable 是有多张的。它是一个 HashMap

一、 SideTable 的结构

struct SideTable {
spinlock_t slock;
// 引用计数 Map
RefcountMap refcnts;
// 若引用 Map
weak_table_t weak_table;
SideTable() {
memset(&weak_table, 0, sizeof(weak_table));
}
~SideTable() {
_objc_fatal("Do not delete SideTable.");
}
void lock() { slock.lock(); }
void unlock() { slock.unlock(); }
void forceReset() { slock.forceReset(); }
...
};
简单了解了 SideTable 后我们继续回到题目。

二、 weak 做了什么

2.1 调试

在这里打上汇编断点
1
走到了 objc_initWeak
2
objc_initWeak
3
storeWeak
4
weak_register_no_lock
注册一个 对象 - weak指针 对。如果没有的话,创建一个 weak 的 entry 对象。
参数:
  • weak_table : SideTable 地址
  • referent : 被弱引用的对象
  • referrer : 弱引用指针地址
5
append_referrer
把 referrer 加进 entry 的 inline_referrers
6
这里又见到了熟悉的 3/4 扩容
weak_entry_t
struct weak_entry_t {
DisguisedPtr<objc_object> referent;
union {
struct {
// 一个对象可以有多个 referent
weak_referrer_t *referrers;
uintptr_t out_of_line_ness : 2;
uintptr_t num_refs : PTR_MINUS_2;
uintptr_t mask;
uintptr_t max_hash_displacement;
};
struct {
// out_of_line_ness field is low bits of inline_referrers[1]
weak_referrer_t inline_referrers[WEAK_INLINE_COUNT];
};
};
...
weak_entry_t(objc_object *newReferent, objc_object **newReferrer)
: referent(newReferent)
{
inline_referrers[0] = newReferrer;
for (int i = 1; i < WEAK_INLINE_COUNT; i++) {
inline_referrers[i] = nil;
}
}
};

三、 回到题目继续分析

我们在这里下个断点,并打开汇编断点:
7
来到了 objc_loadWeakRetained
8
objc_loadWeakRetained
内部继续跟进来到了 rootTryRetain ,这里内部引用计数会加
9

总结

  • weak 原理
    • 得到 SideTable 的弱引用表
    • 得到一个 weak_entry_t
    • referent 加入到 entry 的数组 inline_referrers
    • 如果 weak_table 需要扩容
      • 3/4 扩容,类似与方法列表
    • new_entry 加入到 weak_table
  • 当我们使用一个 weakObjc 的时候,会调用 rootTryRetain ,所以引用计数会 +1。也就是这里我们看到输出为 2 的原因所在。