OC底层源码/原理合集

建议先看下
IOS底层(十): 类相关: 成员变量与属性
IOS底层(九): 类相关: 类结构分析

atomic 与 nonatomic

• atomic: 原子性
• nonatomic: 非原子性

首先atomic 与nonatomic 都是属性中的修饰关键字。多线程中同一个变量可能会被多个线程访问甚至修改, 为了防止数据污染, 增加安全性。OC默认是atomic, 即对setter方法加锁, 这意味着多线程环境下访问属性是安全的, 在执行中不会被打断。但是相应也会付出维护原子性的系统资源代价, 数据的加锁解锁等。

因为atomic操作非常耗时, 大约是nonatomic20倍, 我们平常开发如果不涉及多线程中的通信, 最好还是用非原子性nonatomic来修饰变量, 不会对线程有加锁操作。

所以可以看出 atomic与 nonatomic主要区别在于是否对属性存取有加锁操作, 如果对设置一个属性关键字为atomic, 则编译器会自动生成互斥锁, 使得属性方法setter和getter具有原子性, 保证在多线程环境下数据一致性; 而nonatomic 则不会, 在多线程环境下对同一属性进行操作会造成读写不一致情况。

详细可看我之前写的 IOS atomic 与 nonatomic

strong / copy / weak / assign

• strong: 强引用, 只可以修饰对象，属性的默认修饰符。对属性赋值时，会对对象retain，并且引用计数会+1.

• weak: 弱引用, 对属性赋值的时候不会对对象retain，引用计数也不会+1，并且当所引用的对象为nil时，该属性也就变为nil

• assign: 修饰对象和基本数据类型

  • 修饰对象，其修饰的对象引用计数不增加，可以避免循环引用，但assign修饰的对象释放后，指针不会被系统置为nil，这会产生野指针的问题，此时向对象发送消息会奔溃。

  • 修饰基础数据类型(常用) 例如: int , float, NSInteger, CGFloat ，因为基本数据类型放在栈区，先进先出，基本数据类型出栈后，assign修饰的变量就不存在了，不用担心指针的问题。

• copy: 引用 / 修饰不可变的对象，例如: NSString, NSArray, NSDictionary。copy和strong类似，不同之处在于，copy修饰的对象会先在内存中拷贝一个新的对象，copy会指向那个新的对象的内存地址，这样避免了多个指针指向同一对象，而导致的其中一个指针改变了对象，其他指针指向的对象跟着改变。

例子:

copy与strong

strong的属性str_strong会跟着str变，因为他们都指向同一个NSMutableString的对象，而str_copy预先拷贝了str，从而避免了和str_strong一起变化。

copy的原则就是，把一个对象赋值给一个属性变量，当这个对象变化了，如果希望属性变量变化就使用strong属性，如果希望属性变量不跟着变化，就是用copy属性。

针对于copy 与 strong 看下之前的Clang例子

例子

Clang

我们可以看到copy修饰的属性使用了objc_setProperty，而strong修饰的没有,
objc_setProperty这块代码要看llvm

LLVM

可看到不同的修饰符，返回的那么也是不同的

• 如果是atomic && copy，name为objc_setProperty_atomic_copy

• 如果是atomic && !copy，name为objc_setProperty_atomic

• 如果是nonatomic && copy，name为 objc_setProperty_nonatomic_copy

• 其他剩余的组合(nonatomic、nonatomic && strong、nonatomic && weak等)，name为objc_setProperty_nonatomic

上面几个name对应objc源码为

objc objc_setProperty源码

回到源码我们看下源码是怎么调用的

新建一个copy属性, 一个strong属性, main中调用

新建属性

main调用

先分别打断点调用看一下汇编, 有

copy

strong

可看到copy, strong最终都会走到objc_storeStrong, 我们看下它的源码

objc_storeStrong源码

可看到它做的主要是 新值的retain，旧值的release

objc_storeStrong这个方法再往下探索也是需要在llvm中, llvm搜索objc_storeStrong

llvm中的objc_storeStrong

可看到如果走这个objc_storeStrong, 之前肯定要先走 EmitARCStoreStrongCall, 搜索下EmitARCStoreStrongCall

EmitARCStoreStrongCall

BlockCaptureEntityKind

在GenerateCopyHelperFunction方法中有调用，然后可看到 strong 和 weak的处理方式不同

总结

• copy和strong修饰的属性在底层编译的不一致，主要还是llvm中对其进行了不同的处理的结果。copy的赋值是通过objc_setProperty，而strong的赋值时通过self + 内存平移（即将指针通过平移移至name所在的位置，然后赋值），然后还原成 strong类型

• strong & copy在底层调用objc_storeStrong，本质是新值retain，旧值release

• weak 在底层调用objc_initWeak