属性内存管理相关修饰符的使用规范

简介

• strong/retain：只能修饰对象。持有对象。两者等价。

• assign/unsafe_unretained：最好只修饰基础数据类型。修饰对象时，不持有对象。对象销毁后会属性值不会自动清空从而造成悬垂指针。两者等价。

• weak：只能修饰对象。不持有对象。当对象被销毁后，属性值会自动清空。

• copy：只能修饰对象。与 strong 类似，但是赋值的是被复制的对象。

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strong/retain

修饰语义

此特质表明该属性定义了一种“拥有关系”（owning relationship）。为这种属性设置新值时，设置方法会先保留新值，并释放旧值，然后再将新值设置上去。

- (void)setObject:(id)object {
    [object retain];
    [_object release];
    _object = object;
}

修饰限制

只能用来修饰“对象类型”。如果用来修饰“基础数据类型”，编译器会报错：“带有 retain 或 strong 特质的属性必须是对象类型”。这是因为基础数据类型没有引用计数，编译器不能插入管理引用计数的代码。

Property with 'retain (or strong)' attribute must be of object type

区别

两者是完全等价的。但 strong 是随 iOS5 引入 ARC 时加入的新特性，所以在 MRC 环境下（-fno-objc-arc）只能用 retain 来修饰。在 ARC 环境下，为了与 MRC 进行区分，也为了和 weak 对应，最好使用 strong。

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assign/unsafe_unretained

修饰语义

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。

修饰限制

最好用来修饰“基础数据类型”。如果修饰“对象类型”，当目标对象遭到摧毁时，属性值不会自动清空（autonilling），从而造成悬垂指针。这时，再次访问此属性就是不安全的（unsafe），因为不能够确定引用的内存是否已经回收。

区别

weak 是随着 iOS5 引入 ARC 时加入的新特性。在此之前，assign 通常只用于“基础数据类型”，unsafe_unretained 则多用于“对象类型”（与 ARC 下的 weak 对应）。实际上，尽管 ARC 式的内存管理是编译器的工作，但附有 unsafe_unretained 修饰符的变量不属于编译器的内存管理对象。所以 unsafe_unretained 修饰“基础数据类型”并不会报错，在实际使用时，与 assign 是完全等价的。

自动清空（weak 具备的特质）是随着 ARC 而引入的新特性，由运行期系统来实现。MRC 时代的运行系统（objec4 Objective-C 运行时库493.9以下）还无法实现自动清空，所以用弱引用修饰对象是不安全的。因此，才会出现与 assign 语义相同的 unsafe_unretained 来起到标示作用，用来告诉开发者，这样来修饰对象是不安全的（unsafe）。仅此而已。

在MRC环境下（-fno-objc-arc），也应该遵循这样的规则来使用。在 ARC 环境下，assign/unsafe_unretained 都不建议用来修饰“对象类型”，而应该使用更安全的 weak。其实，在 weak 引入之后， unsafe_unretained 已经失去了使用意义。在修饰“对象类型”的时候，我们有更安全的 weak。修饰“基础数据类型”的时候也不符合为 unsafe 的语义和 MRC 的使用习惯。但是 unsafe_unretained 在 ARC 下也是有使用场景的。如果想把对象加到C语言结构体中，这时就可以使用 unsafe_unretained 修饰（或者强制转换成“void *”），这时是符合 unsafe 语义的。

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weak

修饰语义

此特质所表达的所属关系与 assign/unsafe_unretained 类似。然而在属性所指向的对象遭到摧毁时，属性值也会清空（nil out）。

使用附有 weak 修饰符的变量会自动注册到 autoreleasepool。如果大量使用 weak 修饰的变量，则会消耗相应的 CPU 资源。良策是只在需要避免循环引用时使用 weak。以下源代码使用了5次附有 weak 修饰符的变量。相应地，变量 o 所赋值的对象也就注册到 autoreleasepool 中5次。

id __weak o = obj;
NSLog(@"1 %@", o);
NSLog(@"2 %@", o);
NSLog(@"3 %@", o);
NSLog(@"4 %@", o);
NSLog(@"5 %@", o);

将附有 __weak 修饰符的变量 o 赋值给附有 __strong 修饰符的变量后再使用可以避免此类问题。在“tmp = o;”时对象仅注册到 autoreleasepool 中1次。

id __weak o = obj;
id tmp = o;
NSLog(@"1 %@", tmp);
NSLog(@"2 %@", tmp);
NSLog(@"3 %@", tmp);
NSLog(@"4 %@", tmp);
NSLog(@"5 %@", tmp);

修饰限制

只能用来修饰“对象类型”。如果用来修饰“基础数据类型”，编译器会报错：“带有weak特质的属性必须是对象类型”。这是因为“基础数据类型”不能执行自动清空（不能置为nil）。

Property with 'weak' attribute must be of object type

区别

weak 是随着 iOS5 引入ARC时加入的新特性，在 MRC 环境下（-fno-objc-arc）习惯用 unsafe_unretained 来修饰。weak 引用可以自动清空，也可以不自动清空。自动清空（autonilling）是随着 ARC 而引入的新特性，由运行期系统来实现。在具备自动清空功能的弱引用上，可以随意读取其数据，因为这种引用不会指向已经回收过的内存。所以相比 assign/unsafe_unretained，你可以将 weak 理解为 safe_unretained。

*实际上，存在着不支持 weak 修饰符的对象。比如 NSMachPort 类的对象、allowsWeakRefrence/reatinWeakRefrence 实例方法（没有写入 NSObject 接口说明文档中）返回 NO 的对象等。这不在本文的讨论范围。

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copy

修饰语义

此特质所表达的所属关系与 strong/retain 类似。然而设置方法并不保留新值，而是将其“拷贝”（copy）。

修饰限制

只能用来修饰“对象类型”。如果用来修饰“基础数据类型”，编译器会报错：“带有 copy 特质的属性必须是对象类型”。这是因为基础数据类型没有引用计数，编译器不能插入管理引用计数的代码。

Property with 'copy' attribute must be of object type

*copy 多用于修饰 Block、NSString 等，其具体使用场景不在本文讨论范围。

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补充

属性修饰符与对象所有权修饰符的对应关系

• strong：__strong修饰符
• retain：__strong修饰符
• assign：__unsafe_unretained修饰符
• unsafe_unretained：__unsafe_unretained修饰符
• weak：__weak修饰符
• copy：__strong修饰符(但是赋值的是被复制的对象)

关联对象中与内存管理相关的修饰符的对应关系

• OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN：@property (assign) / @property(unsafe_unretained)
• OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC：@property (nonatomic, strong)
• OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC：@property (nonatomic, copy)
• OBJC_ASSOCIATION_RETAIN：@property (atomic, strong)
• OBJC_ASSOCIATION_COPY：@property (atomic, copy)

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总结

• retain 和 unsafe_unretained 都是 MRC 时代的修饰符，他们分别对应 ARC 引入的 strong 和 weak。在 ARC 环境中不要再使用它们。
• strong 和 weak 是 ARC 环境中应该使用的一对修饰符。一个持有修饰对象，一个不持有修饰对象，且都不能修饰“基础数据类型”，都能够自动清空。
• assign 在任何环境中都应该用来修饰“基础数据类型”（都允许修饰“对象类型”），没有持有与否的语义。
• copy 会将对象进行拷贝，具体的使用场景不在本文的讨论范围。

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参考资料

• [iOS Developer Libiary] Practical Memory Management
• [Objective-C高级编程] 第1章 自动引用计数
• [Effective Objective-C 2.0] 第5章 内存管理
• [Stack Ovewflow] Should I use copy or strong with arrays?
• [Stack Ovewflow] Objective-C ARC: strong vs retain and weak vs assign
• [Stack Ovewflow] Unsafe_unretain Vs Weak VS Assign
• [Quora] What is the difference between strong, retain, nonatomic, etc., in the Objective-C (iOS) property?
• [简书] 被无数人写过的assign，retain，strong，weak，unsafe_unretained，还有copy
• [CSDN] copy, retain, assign , readonly , readwrite,strong,weak,nonatomic整理