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runtime之weak指针的实现

runtime之weak指针的实现

作者: 充满活力的早晨 | 来源:发表于2018-08-22 15:45 被阅读106次

    我们经常写delegate ,修饰有weak指针,而不用assign,这是因为用weak指针不会,在delegate对象释放的时候不会引起崩溃,而assign会引起崩溃。(野指针)。这里就有个疑问,为什么用weak不会引起崩溃呢?

    我的源码地址

    weak指针存放地址

    我们查看源码文件NSObject.mm文件,我们看见有许多带有weak的api。

    id
    objc_initWeak(id *location, id newObj)
    id
    objc_storeWeakOrNil(id *location, id newObj)
    id
    objc_storeWeak(id *location, id newObj)
    static id 
    storeWeak(id *location, objc_object *newObj)
    id
    objc_initWeakOrNil(id *location, id newObj)
    void
    objc_destroyWeak(id *location)
    id
    objc_loadWeakRetained(id *location)
    id
    objc_loadWeak(id *location)
    void
    objc_copyWeak(id *dst, id *src)
    void
    objc_moveWeak(id *dst, id *src)
    

    其实这些api就是用来操作weak指针的
    从这些api中我们我们首先要找初始化函数
    从apple对每个函数的注释上我们能看出来,程序在启动点时候调用初始化函数id
    objc_initWeak(id location, id newObj)。
    我在空白程序中加入
    objc_initWeak* 信号断点,运行日志如下。

    image.png
    我们能看出来,程序在启动的时候在main函数之后(在main出打的断点,先执行在执行objc_initWeak)初始化的该函数。

    函数入口objc_initWeak

    找到函数入口了,那我们就需要借助源码往下看,看看objc_initWeak 函数初始化到底干了啥事情

    /** 
     * Initialize a fresh weak pointer to some object location. 
     * It would be used for code like: 
     *
     * (The nil case) 
     * __weak id weakPtr;
     * (The non-nil case) 
     * NSObject *o = ...;
     * __weak id weakPtr = o;
     * 
     * This function IS NOT thread-safe with respect to concurrent 
     * modifications to the weak variable. (Concurrent weak clear is safe.)
     *
     * @param location Address of __weak ptr. 
     * @param newObj Object ptr. 
     */
    id
    objc_initWeak(id *location, id newObj)
    {
        if (!newObj) {
            *location = nil;
            return nil;
        }
    
        return storeWeak<false/*old*/, true/*new*/, true/*crash*/>
            (location, (objc_object*)newObj);
    }
    

    我认为有必要把apple的注释也贴出来,供英文好的人看看么

    1 判断newObj 是不是空,空就返回
    2 调用storeWeak 函数 。

    看这里关键是函数storeWeak 的调用了

    storeWeak(id *location, objc_object *newObj)
    {
        assert(HaveOld  ||  HaveNew);
        if (!HaveNew) assert(newObj == nil);
    
        Class previouslyInitializedClass = nil;
        id oldObj;
        SideTable *oldTable;
        SideTable *newTable;
    
        // Acquire locks for old and new values.
        // Order by lock address to prevent lock ordering problems. 
        // Retry if the old value changes underneath us.
     retry:
        /// oldObj 是若引用指针
        if (HaveOld) {
            oldObj = *location;
            oldTable = &SideTables()[oldObj];
        } else {
            oldTable = nil;
        }
        
        /// 对象表
        if (HaveNew) {
            ///这个获取对象没看懂
            newTable = &SideTables()[newObj];
        } else {
            newTable = nil;
        }
    
        
        SideTable::lockTwo<HaveOld, HaveNew>(oldTable, newTable);
        
        if (HaveOld  &&  *location != oldObj) {
            SideTable::unlockTwo<HaveOld, HaveNew>(oldTable, newTable);
            goto retry;
        }
    
        // Prevent a deadlock between the weak reference machinery
        // and the +initialize machinery by ensuring that no 
        // weakly-referenced object has an un-+initialized isa.
        
        if (HaveNew  &&  newObj) {
            Class cls = newObj->getIsa();
            ///指向的类 没有实例化就实例化
            if (cls != previouslyInitializedClass  &&  
                !((objc_class *)cls)->isInitialized()) 
            {
                SideTable::unlockTwo<HaveOld, HaveNew>(oldTable, newTable);
                _class_initialize(_class_getNonMetaClass(cls, (id)newObj));
    
                // If this class is finished with +initialize then we're good.
                // If this class is still running +initialize on this thread 
                // (i.e. +initialize called storeWeak on an instance of itself)
                // then we may proceed but it will appear initializing and 
                // not yet initialized to the check above.
                // Instead set previouslyInitializedClass to recognize it on retry.
                previouslyInitializedClass = cls;
    
                goto retry;
            }
        }
    
        // 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.
        }
        SideTable::unlockTwo<HaveOld, HaveNew>(oldTable, newTable);
        return (id)newObj;
    }
    

    参数:HaveOld = false ,HaveNew =true,CrashIfDeallocating=true, 还有两个外界传入的location和newObj。五个

    准备知识

    1我们在上面的函数中有这么段代码 oldTable = &SideTables()[oldObj]; 这是c++ 的写法,我们要搞懂这是在干么才能理解这段代码。这段代码调用了 下面函数

    static StripedMap<SideTable>& SideTables() {
        return *reinterpret_cast<StripedMap<SideTable>*>(SideTableBuf);
    }
    

    reinterpret_cast 是强制类型转换,将SideTableBuf 转换成StripedMap<SideTable>类型。
    SideTableBuf 是什么呢?

    // We cannot use a C++ static initializer to initialize SideTables because
    // libc calls us before our C++ initializers run. We also don't want a global 
    // pointer to this struct because of the extra indirection.
    // Do it the hard way.
    alignas(StripedMap<SideTable>) static uint8_t SideTableBuf[sizeof(StripedMap<SideTable>)];
    

    我们搞明白c++ 中的StripedMap<SideTable>。我们知道是StripedMap 是类,< SideTable> 给StripedMap 类传入的模板,我们看 StripedMap 有好多T 其实T 在这里应该换成SideTable 。
    再回来看我们就知道其实就是分配了一个StripedMap 对象大小的内存而已。内存大小和StripedMap一样,那么我们就可以把这块内存当做StripedMap对象使用了。
    &SideTables()[oldObj] ,其实就是StripedMap 方法调用

     T& operator[] (const void *p) { 
           return array[indexForPointer(p)].value; 
       }
     static unsigned int indexForPointer(const void *p) {
           uintptr_t addr = reinterpret_cast<uintptr_t>(p);
           return ((addr >> 4) ^ (addr >> 9)) % StripeCount;
       }
    

    这里我们能看出来,我们调用static unsigned int indexForPointer(const void *p) 函数,这个函数首先获取p的指针,对addr进行操作符操作,再进行取余操作,获取的值命名为index。(这里其实就是将p经过一定的运算,获取一个大小在0~64 之间的值)
    我们再从Array中获取下标值index。这里其实就是获取到一个结构体对象SideTable。

    见图


    image.png
    • 红色代表类名
    • 粉红代表类中的项
    • 黄色代表的数组中的item

    调用顺序

    1 检测参数,HaveOld 和 HaveNew 不能同时是false
    2 HaveNew = false ,那么newObj 必须是nil。
    3 声明几个变量,Class previouslyInitializedClass , id oldObj; SideTable oldTable; SideTable newTable;
    4 这里要是 HaveOld = YES ,从location的地方获取对象赋值给oldObj,获取oldTable 表地址
    要是HaveNew = YES, 获取newObj 处 的SideTable 表地址
    5 根据HaveOld 和 HaveNew 值分别锁定对应的SideTable 表
    6 如果HaveOld = yes,并且oldObj 不在位置
    location 所在地址,那么就重新执行4。这里保证oldObj 一定在
    location 所在位置。别的执行7
    7.如果HaveNew 并且还有newObj 对象,执行8操作,否则执行9
    8获取下newObj 对象isa,如果class没有实例化,那么实例化下。返回到4重新执行。别的执行9
    9 如果HaveOld = yes, 那么调用void
    weak_unregister_no_lock(weak_table_t weak_table, id referent_id,
    id referrer_id)函数。(
    具体分析这个函数在后面**),将对象从 oldTable 表中删除
    10 如果 HaveNew = yes,调用id
    weak_register_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id,
    id *referrer_id, bool crashIfDeallocating) ,将值写入newTable中,并且检查newObj是不是isTaggedPointer,设置newObj的值标记weak位置。并且把location 存入值newObj。
    11 解锁 表返回

    上面两个函数比较重要我们看看对象是如何从SideTable 存入和删除的。我们先看看SideTable 表结构,在看如何删除和存入的

    siderTable结构比较简单

    SideTable.png

    1 有三个变量,spinlock_t slock; 锁,weak_table_t weak_table;weak指针表
    weak_table_t 结构体,四个成员,这里主要看 weak_entry_t *weak_entries;
    weak_entry_t 结构如图

    #define WEAK_INLINE_COUNT 4
    struct weak_entry_t {
        DisguisedPtr<objc_object> referent;
        union {
            struct {
                weak_referrer_t *referrers;
                uintptr_t        out_of_line : 1;
                uintptr_t        num_refs : PTR_MINUS_1;
                uintptr_t        mask;
                uintptr_t        max_hash_displacement;
            };
            struct {
                // out_of_line=0 is LSB of one of these (don't care which)
                weak_referrer_t  inline_referrers[WEAK_INLINE_COUNT];
            };
        };
    };
    

    我们看看weak对象如何存入上述结构的

    /** 
     * Registers a new (object, weak pointer) pair. Creates a new weak
     * object entry if it does not exist.
     * 
     * @param weak_table The global weak table.
     * @param referent The object pointed to by the weak reference.
     * @param referrer The weak pointer address.
     */
    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;
    
        if (!referent  ||  referent->isTaggedPointer()) return referent_id;
    
        // ensure that the referenced object is viable
        bool deallocating;
        if (!referent->ISA()->hasCustomRR()) {
            deallocating = referent->rootIsDeallocating();
        }
        else {
            BOOL (*allowsWeakReference)(objc_object *, SEL) = 
                (BOOL(*)(objc_object *, SEL))
                object_getMethodImplementation((id)referent, 
                                               SEL_allowsWeakReference);
            if ((IMP)allowsWeakReference == _objc_msgForward) {
                return nil;
            }
            deallocating =
                ! (*allowsWeakReference)(referent, SEL_allowsWeakReference);
        }
    
        if (deallocating) {
            if (crashIfDeallocating) {
                _objc_fatal("Cannot form weak reference to instance (%p) of "
                            "class %s. It is possible that this object was "
                            "over-released, or is in the process of deallocation.",
                            (void*)referent, object_getClassName((id)referent));
            } else {
                return nil;
            }
        }
    
        // now remember it and where it is being stored
        weak_entry_t *entry;
        ///真实地址 全局map
        if ((entry = weak_entry_for_referent(weak_table, referent))) {
            append_referrer(entry, referrer);
        } 
        else {
            weak_entry_t new_entry;
            new_entry.referent = referent;
            new_entry.out_of_line = 0;
            new_entry.inline_referrers[0] = referrer;
            for (size_t i = 1; i < WEAK_INLINE_COUNT; i++) {
                new_entry.inline_referrers[i] = nil;
            }
            
            weak_grow_maybe(weak_table);
            weak_entry_insert(weak_table, &new_entry);
        }
    
        // Do not set *referrer. objc_storeWeak() requires that the 
        // value not change.
    
        return referent_id;
    }
    
    
    • 参数: weak_table_t 需要存入对象表,referent_id 需要存入对象指针(weak指针指向的真实对象地址),referent_id 引用的地址(weak对象指针地址),crashIfDeallocating 是否打印日志。
    • 调用顺序
    1. 获取真是对象地址,获取weak对象指针地址。
      2.如果真实对象是nil,或者是tag指针,返回引用的地址(因为TaggedPoint 同样的值就一个地址)
      image.png
      image.png
      3判断真实对象是否释放了,没有被释放,检测下是否允许weak指针引用。(这里不到存入数据,可以不仔细看)
      4 声明变量 weak_entry_t entry;
      5 调用 weak_entry_for_referent 函数 (
      这个函数是在weak_table_t 表中查找真是对象对应的weak_entry_t,没找到返回nil,找到返回weak_entry_t ),返回不是nil,执行6 ,返回nil 执行7
      6 . 查询结果不是nil,调用append_referrer(
      我们将weak指针写入 真实对象对应的weak_entry_t 结构体中

      7 .查询结果是nil ,我们我们创建一个新的weak_entry_t。(
      这里我们知道了weak_entry_t 结构体的成员变量的含义了,referent 指向weak对象,inline_referrers[0] 指向对象地址
      8 调用weak_grow_maybe 查询并且扩展表(
      查询表大小是否够了,不够需要扩展表
      9 调用weak_entry_insert 将 entry 存入表中。(
      数据存入表中*)

    我们看看上面步骤中的5步具体调用

    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;
        ///位置  散列表
        size_t index = hash_pointer(referent) & weak_table->mask;
        size_t hash_displacement = 0;
        ///判断相等不相等查找过程
        while (weak_table->weak_entries[index].referent != referent) {
            index = (index+1) & weak_table->mask;
            hash_displacement++;
            if (hash_displacement > weak_table->max_hash_displacement) {
                return nil;
            }
        }
        
        return &weak_table->weak_entries[index];
    }
    
    1. 要是weak_table_t 中的weak_entries 变量是nil ,返回nil(没有创建weak_entry_t 结构体)
      2.根据真实对象指针referent 与weak_table_t 的mask 获取一个位置index。
      3.查询 从index 的位置开始循环查询weak_entry_t 对象是否包含真实对象的指针,要是所有的的weak_entry_t 都不包含,返回nil(说明还没有弱指针指向这个对象)。有就返回这个weak_entry_t 结构体。

    接着我们看看查询到weak_entry_t 调用append_referrer 如何存入弱指针的

    /** 
     * Add the given referrer to set of weak pointers in this entry.
     * Does not perform duplicate checking (b/c weak pointers are never
     * added to a set twice). 
     *
     * @param entry The entry holding the set of weak pointers. 
     * @param new_referrer The new weak pointer to be added.
     */
    
    static void append_referrer(weak_entry_t *entry, objc_object **new_referrer)
    {
        if (! entry->out_of_line) {
            // Try to insert inline.
            for (size_t i = 0; i < WEAK_INLINE_COUNT; i++) {
                if (entry->inline_referrers[i] == nil) {
                    entry->inline_referrers[i] = new_referrer;
                    return;
                }
            }
    
            // Couldn't insert inline. Allocate out of line.
            weak_referrer_t *new_referrers = (weak_referrer_t *)
                calloc(WEAK_INLINE_COUNT, sizeof(weak_referrer_t));
            // 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];
            }
            entry->referrers = new_referrers;
            entry->num_refs = WEAK_INLINE_COUNT;
            entry->out_of_line = 1;
            entry->mask = WEAK_INLINE_COUNT-1;
            entry->max_hash_displacement = 0;
        }
    ///一定大于1
        assert(entry->out_of_line);
    // 4  >=3
        if (entry->num_refs >= TABLE_SIZE(entry) * 3/4) {
            return grow_refs_and_insert(entry, new_referrer);
        }
        
        ///
        size_t index = w_hash_pointer(new_referrer) & (entry->mask);
        size_t hash_displacement = 0;
        while (entry->referrers[index] != NULL) {
            index = (index+1) & entry->mask;
            hash_displacement++;
        }
        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++;
    }
    

    看这个函数,我们要明白下weak_entry_t 结构体每个成员变量的作用才行,这里分析源码获取的。

    #define WEAK_INLINE_COUNT 4
    struct weak_entry_t {
        DisguisedPtr<objc_object> referent;
        union {
            struct {
                weak_referrer_t *referrers;
                uintptr_t        out_of_line : 1;
                uintptr_t        num_refs : PTR_MINUS_1;
                uintptr_t        mask;
                uintptr_t        max_hash_displacement;
            };
            struct {
                // out_of_line=0 is LSB of one of these (don't care which)
                weak_referrer_t  inline_referrers[WEAK_INLINE_COUNT];
            };
        };
    };
    
    • DisguisedPtr<objc_object> referent; 真实对象地址,相当于key
    • weak_referrer_t *referrers; 当弱引用对象多余4个的时候,存入弱引用地址
    • uintptr_t out_of_line : 1; 0 代表 我们使用weak_referrer_t inline_referrers[WEAK_INLINE_COUNT]; 存入若引用地址,1 代表我们是用weak_referrer_t *referrers; 指针存入地址。 当弱引用的数量大于4 改指针变成1
    • uintptr_t num_refs : PTR_MINUS_1; 记录当前集合存入了多少个弱引用指针
    • uintptr_t mask; 代表最多可以存入多少个若引用指针。
    • uintptr_t max_hash_displacement; 从index位置偏移的位置。
    • weak_referrer_t inline_referrers[WEAK_INLINE_COUNT]; 当若引用指针少于四个存入在该变量中

    append_referrer 调用分析

    1 首先判断weak_entry_t 的out_of_line 变量是否是0,不是0 执行4,是0 执行2.
    2 检查 weak_entry_t 的inline_referrers 指针是否存入四个值,没有则将对这个真实对象的weak指针new_referrer存入到inline_referrers 中。否则执行3
    3 要是weak_entry_t 结构体的inline_referrers指针存满了,那么我们重新分配空间new_referrers,类型是weak_referrer_t,将inline_referrers 数据存入到new_referrers 指针对应的地址,然后将weak_entry_t 结构体的referrers指向new_referrers ,同时,将weak_entry_t 结构体的num_refs 赋值为WEAK_INLINE_COUNT(宏定义,数值4),将out_of_line 更新为1 (说明指针存在结构体weak_entry_t的referrers中),weak_entry_t 的mask 是WEAK_INLINE_COUNT -1.(因为下标是0开始的),这时候还没有便宜,weak_entry_t的max_hash_displacement = 0;
    4 到这里说明对该对象的weak指针已经多于4个了。判断要是已经存入的指针是总体指针的75%。说明存储weak指针的空间不足,需要重新分配内存,这里调用grow_refs_and_insert方法实现。要是空间充足,那么调用 5
    5 .获取new_referrer 的在 weak_entry_t mask范围内的index,查找该位置是否已经被存入值了。存入了值,就index +1 ,hash_displacement 累加1,继续执行5 。直到找到空的位置为止。
    6 将hash_displacement 写入到weak_entry_t 结构体的max_hash_displacement
    7 将数据存入想应的index,让num_refs 计数加1。

    我们接着看看第四步调用的grow_refs_and_insert 方法,扩展weak指针空间

    __attribute__((noinline, used))
    static void grow_refs_and_insert(weak_entry_t *entry, 
                                     objc_object **new_referrer)
    {
        assert(entry->out_of_line);
    ///4
        size_t old_size = TABLE_SIZE(entry);
        ///8
        size_t new_size = old_size ? old_size * 2 : 8;
    /// 4
        size_t num_refs = entry->num_refs;
        /// 4
        weak_referrer_t *old_refs = entry->referrers;
        ///7
        entry->mask = new_size - 1;
        /// 8
        entry->referrers = (weak_referrer_t *)
            calloc(TABLE_SIZE(entry), sizeof(weak_referrer_t));
        
        entry->num_refs = 0;
        entry->max_hash_displacement = 0;
        
        for (size_t i = 0; i < old_size && num_refs > 0; i++) {
            if (old_refs[i] != nil) {
                append_referrer(entry, old_refs[i]);
                num_refs--;
            }
        }
        // Insert
        append_referrer(entry, new_referrer);
        if (old_refs) free(old_refs);
    }
    

    调用逻辑分析

    1.获取weak_entry_t 结构体的mask 数量,赋值给old_size
    2.获取new_size的大小,是old_size大小的两倍。
    3.获取 weak_entry_t 结构体的num_refs ,意思是当前存入的指针数量,赋值给num_refs

    1. 获取weak_entry_t 结构体 referrers ,保存在old_refs 中,
    2. 重新写入weak_entry_t 的mask大小,值是new_size-1.(比原来扩大两倍了)
      6.给weak_entry_t 的referrers 重新分配空间,数量是new_size 大小个weak_referrer_t空间
      7 因为新分配空间,设置weak_entry_t结构体的num_refs 是0,weak_entry_t结构体的max_hash_displacement 是0
      8.调用append_referrer 将老的指针写入到weak_entry_t结构体的referrers 中
      9 将新的new_referrer 写入到weak_entry_t结构体的referrers 中

    回到函数weak_register_no_lock中,我们分析下当如果在weak_table_t 表中没有找到weak_entry_t结构体的时候,我们调用的函数

    static void weak_grow_maybe(weak_table_t *weak_table)
    {
        size_t old_size = TABLE_SIZE(weak_table);
    
        // Grow if at least 3/4 full.
        if (weak_table->num_entries >= old_size * 3 / 4) {
            weak_resize(weak_table, old_size ? old_size*2 : 64);
        }
    }
    

    1 获取weak_table_t 的mask
    2 查看weak_table_t 的空间大小如果不足75%.那么扩展空间两倍。实现和weak_entry_t 扩展对象空间一样。不做详细讲解了。

    看到这里我想大概weak指针如何存入的应该明白了。我们绘制下weak指针的存入结构。
    见图


    image.png

    存入顺序是
    1.根据对象obj获取stripedMap 中的 所对应的SideTable 结构体
    2.根据对象obj 获取SideTable 中weak_table_t 结构体下 对应的weak_entry_t结构体,所有关于obj对象的弱指针都存放在该weak_entry_t结构体里面。
    3.将weak指针存入到weak_entry_t 下的weak_referrer_t 中

    接下来我们看看如何获取weak指针

    void
    weak_unregister_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id, 
                            id *referrer_id)
    {
        
        objc_object *referent = (objc_object *)referent_id;
        objc_object **referrer = (objc_object **)referrer_id;
    
        weak_entry_t *entry;
    
        if (!referent) return;
    
        if ((entry = weak_entry_for_referent(weak_table, referent))) {
            remove_referrer(entry, referrer);
            bool empty = true;
            if (entry->out_of_line  &&  entry->num_refs != 0) {
                empty = false;
            }
            else {
                for (size_t i = 0; i < WEAK_INLINE_COUNT; i++) {
                    if (entry->inline_referrers[i]) {
                        empty = false; 
                        break;
                    }
                }
            }
    
            if (empty) {
                weak_entry_remove(weak_table, entry);
            }
        }
    
        // Do not set *referrer = nil. objc_storeWeak() requires that the 
        // value not change.
    }
    

    调用顺序如下

    1. referent指向真是对象
      2.referrer 指向weak指针对象
      3 如果referent 是nil 就返回
      4 从weak_table_t 表中根据真实对象(referent)获取到对应的weak_entry_t 结构体,没有就直接结束了。
    2. 找到了真是对象对应的weak_entry_t结构体,那么调用remove_referrer, 删除 weak指针。(具体怎么删除下面分析)。
      6这里判断weak_entry_t 的out_of_line =1 并且weak_entry_t的num_refs不是0,说明还有weak指针。不要删除这个真实对象对应的weak_entry_t结构体
      7要是weak_entry_t 的out_of_line=0 ,我们知道对象存入在weak_entry_t 的inline_referrers中,检查weak_entry_t 的inline_referrers 的是否是nil,如果是空那么就删除掉真实对象(referent)对应的weak_entry_t结构体

    看到这里其实就是我们存入的逆顺序删除而已。
    上面的函数只是真正的删除了weak_entry_t 结构体而没有对weak指针删除,这里我们再看看真正weak指针的删除。

    static void remove_referrer(weak_entry_t *entry, objc_object **old_referrer)
    {
        if (! entry->out_of_line) {
            for (size_t i = 0; i < WEAK_INLINE_COUNT; i++) {
                if (entry->inline_referrers[i] == old_referrer) {
                    entry->inline_referrers[i] = nil;
                    return;
                }
            }
            _objc_inform("Attempted to unregister unknown __weak variable "
                         "at %p. This is probably incorrect use of "
                         "objc_storeWeak() and objc_loadWeak(). "
                         "Break on objc_weak_error to debug.\n", 
                         old_referrer);
            objc_weak_error();
            return;
        }
    
        size_t index = w_hash_pointer(old_referrer) & (entry->mask);
        size_t hash_displacement = 0;
        while (entry->referrers[index] != old_referrer) {
            index = (index+1) & entry->mask;
            hash_displacement++;
            if (hash_displacement > entry->max_hash_displacement) {
                _objc_inform("Attempted to unregister unknown __weak variable "
                             "at %p. This is probably incorrect use of "
                             "objc_storeWeak() and objc_loadWeak(). "
                             "Break on objc_weak_error to debug.\n", 
                             old_referrer);
                objc_weak_error();
                return;
            }
        }
        entry->referrers[index] = nil;
        entry->num_refs--;
    }
    
    1. 判断weak_entry_t结构体 的out_of_line = 0 ,那么我们就判断weak_entry_t 结构体的inline_referrers中是否存在weak指针,存入将该区域设置为nil
    2. 要是weak_entry_t结构体 的out_of_line = 1 ,那么我们获取下weak指针对应的在 weak_referrer_t *referrers 的index位置。
      3.查询index 处的weak指针是否和删除的指针相等,不相等index累加,hash_displacement累加,检查hash_displacement 是否已经超过weak_entry_t 结构体的max_hash_displacement的值,超过就结束,没有那么继续执行3.
      4.查询到 需要删除对象的位置,将该位置设置nil
      5 将weak_entry_t 结构体的num_refs 减去1.(删除掉一个指针了)

    我们这里已经把weak指针的存入和删除都分析完毕了。

    这里还有一点没说明,就是当真实对象释放掉了。如何清理对象所在的weak指针。
    当对象释放掉的时候,会调用到对象的dealloc方法。dealloc方法中会调用到这个方法.void
    weak_clear_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id) 将对象所对应的weak表清除掉

    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) {
            /// XXX shouldn't happen, but does with mismatched CF/objc
            //printf("XXX no entry for clear deallocating %p\n", referent);
            return;
        }
    
        // zero out references
        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;
                }
                else if (*referrer) {
                    _objc_inform("__weak variable at %p holds %p instead of %p. "
                                 "This is probably incorrect use of "
                                 "objc_storeWeak() and objc_loadWeak(). "
                                 "Break on objc_weak_error to debug.\n", 
                                 referrer, (void*)*referrer, (void*)referent);
                    objc_weak_error();
                }
            }
        }
        
        weak_entry_remove(weak_table, entry);
    }
    
    

    这个函数实现很简单,不做介绍了。

    纯手工自己摸索写的,哪里不对请给个指正。

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        本文标题:runtime之weak指针的实现

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