【从历年weak看iOS面试】
2013年
面试官：代理用weak还是strong?
我 ：weak 。
面试官：明天来上班吧。

2014年
面试官：代理为什么用weak不用strong?
我 ： 用strong会造成循环引用。
面试官：明天来上班吧。

2015年
面试官：weak是怎么实现的？
我 ：weak其实是 系统通过一个hash表来实现对象的弱引用
面试官：明天来上班吧。

2016年
面试官：weak是怎么实现的？
我 ：runtime维护了一个weak表，用于存储指向某个对象的所有weak指针。weak表其实是一个hash（哈希）表，key是所指对象的地址，Value是weak指针的地址（这个地址的值是所指对象指针的地址）数组。
面试官：明天来上班吧。

2017年
面试官：weak是怎么实现的？
我 ： 1 初始化时：runtime会调用objc_initWeak函数，初始化一个新的weak指针指向对象的地址。
2 添加引用时：objc_initWeak函数会调用 storeWeak() 函数， storeWeak() 的作用是更新指针指向，创建对应的弱引用表。
3 释放时,调用clearDeallocating函数。clearDeallocating函数首先根据对象地址获取所有weak指针地址的数组，然后遍历这个数组把其中的数据设为nil，最后把这个entry从weak表中删除，最后清理对象的记录。
面试官：明天来上班吧。

2018年
面试官：weak是怎么实现的？
我 ：跟2017年说的一样，还详细补充了objc_initWeak, storeWeak, clearDeallocating的实现细节。
面试官：小伙子基础不错。13k ,996干不干？干就明天来上班。。 下一个。

2019年
面试官：weak是怎么实现的？
我 ： 别说了，拿纸来，我动手实现一个。
面试官：等写完后，面试官慢悠悠的说，小伙子不错，我考虑考虑，你先回去吧。

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property的特质分五类@property(是否可空, 原子性, 读写权限, 内存管理语义, 存取方法名) ，本文将逐一探究。

@property 本质

@property = ivar + setter + getter

例如如下代码

  @property NSString *name;

编译器会自动编写访问这些属性所需的方法，并且添加一个_name的实例变量。这个过程称为“自动合成”(autosynthesis)。

实际上，一个类经过编译后，会生成变量列表ivar_list，方法列表method_list，每添加一个属性，在变量列表ivar_list会添加对应的变量，如_name，方法列表method_list中会添加对应的setter方法和getter方法。

如果想改实例变量的名字，可以采用@synthesize name = _changeName;，用_changeName来代替_name，但一般情况下无需改变。

如果不想让编译器自动合成存取方法和实例变量，可以打如下代码。

@interface ClassName () {
    NSString *_name;
}

@property NSString *name;

@end

@implementation ClassName

@dynamic name;
@end

既然写上@dynamic,实例变量及存取方法都失效，那么@property不就多此一举了。并不是这样的，属性的特质还会生效。

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属性的特质

@property(是否可空, 原子性, 读写权限, 内存管理语义, 存取方法名)

这些特质会影响到系统自动生成的存取方法。

是否可空

有四个关键字：

• nullable:可空。
• nonnull：不可空。
• null_resettable：get方法不能返回空，set方法可以为空。
• null_unspecified:不确定是否为空。

这几个关键字是苹果在iOS 9.0引入的一个Objective-C的新特性：nullability annotations。利用这种特性，我们能减少同事之间的沟通成本，提前避免空崩溃的情况。

注意它只能修饰对象，不能修饰基本数据类型。

其有三种写法（null_resettable只有一种）,但笔者习惯第一种写在括号里。方法的参数写法类似。

@property(nullable) NSString *name;
@property NSString *_Nullable name;
@property NSString *__nullable name;

 @property (null_resettable) NSString * name;

如果需要每个属性或每个方法的参数和返回值都去指定nonnull和nullable，是一件非常繁琐的事。苹果为了减轻我们的工作量，专门提供了两个宏：NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN和NS_ASSUME_NONNULL_END。在这两个宏之间定义的所有对象属性和方法参数默认都是nonnull。

image.png

原子性

有两个关键字，默认atomic

• nonatomic:非原子性。
• atomic:原子性。

在并发编程中，如果某操作具备整体性，也就是说，系统其他部分无法观察到其中间步骤所生成的临时结果，而只能看到操作前与操作后的结果，那么该操作就是“原子的”，或者说，该操作具备“原子性”。

• 区别
  atomic 和 nonatomic 的区别在于，系统自动生成的 getter/setter 方法不一样。对于atomic的属性，系统生成的 getter/setter 会保证 get、set 操作的完整性，不受其他线程影响。比如，线程 A 的 getter 方法运行到一半，线程 B 调用了 setter：那么线程 A 的 getter 还是能得到一个完好无损的对象。系统采用自旋锁，对资源进行保护。

• 缺陷

然而，即使用atomic也不能保证绝对的线程安全。举例来说，假设有一个线程A在不断的读取属性name的值，同时有一个线程B修改了属性name的值，那么即使属性name是atomic，线程A读到的仍旧是修改后的值。

简单点说，只保证setter和getter的操作完整性，不保证属性的线程安全。

除了不能保证线程安全，atomic还会消耗系统资源，因此，开发iOS程序时一般都会使用 nonatomic 属性。

读写权限

有两个关键字，默认readwrite

• readwrite：读写。
• readonly：只读。

在《Effective Objective-C 2.0》第27条，有这么一句。

把某个属性对外公开为只读属性，然后在"class-continuation分类"中将其重新定义为读写属性。

相关代码如下：

@interface EOCPerson : NSObject
@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *firstName;
@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *lastName;
@end

@interface EOCPerson () 
@property (nonatomic, copy, readwrite) NSString *firstName;
@property (nonatomic, copy, readwrite) NSString *lastName;
@end

内存管理语义

有五个关键字，对象默认strong，基本数据类型默认assign。

• assign:“设置方法”只会执行针对“纯量类型”（基本数据类型）的简单赋值操作。
• strong:此特质表明该属性定义了一种“拥有关系”。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。
• weak:此特质表明该属性定义了一种“非拥有关系”。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。此特质同aasign类似，然而再属性所指的对象遭到摧毁时，属性值也会清空。
• unsafe_unretained:此特质的语义和assign相同，但是它适用于“对象类型”，该特质表达一种“非拥有关系”，当目标对象遭到摧毁时，属性值不会自动清空，这一点与weak有区别。
• copy:此特质所表达的所属关系与strong类似。然而设置方法并不保留新值，而是将其“拷贝”。

ARC(自动引用计数)

要理解内存管理语义，就必须和ARC联系起来。

对象操作	Objective-C 方法
生成并持有对象	alloc/new/copy/mutableCopy等方法
持有对象	retain方法
释放对象	release方法
废弃对象	dealloc方法

苹果是通过引用计数表管理引用计数的，这图将帮助我们更好理解。

autorelease

NSAutoreleasePool对象:暂时持有放进池中的对象，当自身废弃时，池中的对象都释放一次。（底层通过栈放进对象,入栈时持有，池废弃前出栈且释放）

  NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
  
  id obj = [[NSObject alloc] init];

  [obj autorelease];
  // obj被最近的一个池持有
  
  [pool drain];
  // 释放池中暂时持有的对象

在开发中，我们很少用到NSAutoreleasePool，因为主循环NSRunLoop会对NSAutoreleasePool对象进行生成、持有和废弃处理。

image.png

例如以下代码,读入大量图像的同时改变其尺寸，系统会自动生成。

  for (int i = 0; i < 图像数; ++i) {
    /*
     * 读入图像
     * 大量产生 autorelease 的对象
     * 由于没有废弃NSAutoreleasePool 对象
     * 最终导致内存不足！
    */
  }

但我们处理完每张图像后，可以释放掉，所以这时我们应该手动创建NSAutoreleasePool对象。

   for (int i = 0; i < 图像数; ++i) {

    NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];

    /*
     * 读入图像
     * 大量产生 autorelease 的对象
    */

    [pool drain];

    /*
     * 通过[pool drain],
     * autorelease 的对象被一齐release。
    */
  }

注意 : 在ARC下, 不能使用NSAutoreleasePool这个类来创建自动释放池, 而应该用@autoreleasepool { } 这个block。官方文档说明, 使用@autoreleasepool这个block比NSAutoreleasePool更高效!并且在MRC环境下同样适用。

NSAutoreleasePool pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
[pool release];

// 用以下代码代替上述代码 :

@autoreleasepool {
}

内存管理语义关键字的使用及区别

先来了解堆和栈。

• 栈区（stack）— 由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
• 堆区（heap） — 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。需要程序员自己申请，并指明大小(iOS生成对象时系统底层会算好大小)。

由此可见，基本数据类型放在栈中，对象放在堆中。

assign

基本数据类型用 assign 修饰。

对象通常不能用assign修饰，虽然编译器不会报错。

• 为什么基本数据类型能用assign，对象不能用？

assign修饰的对象，当对象废弃之后，对象会变为野指针，不知道指向哪，再向该对象发消息，非常容易崩溃。栈上空间的分配和回收都是系统来处理的，因此开发者无需关注，也就不会产生野指针的问题。对象是在堆上的，所以对象不能用。

strong 和 weak

strong的对象会持有对象，而weak不会持有对象。举个例子。

@property (nonatomic, weak)  UIView *weakViewA;
@property (nonatomic, weak) UIView *weakViewB;
@property (nonatomic, strong) UIView *strongView;

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.weakViewA = [[UIView alloc] init];
    NSLog(@"weakViewA = %@", self.weakViewA);
    
    UIView *tempView = [[UIView alloc] init];
    self.weakViewB = tempView;
    NSLog(@"weakViewB = %@", self.weakViewB);
    
    self.strongView = [[UIView alloc] init];
    NSLog(@"strongView = %@", self.strongView);    
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    NSLog(@"touchesBegan-----weakViewA = %@", self.weakViewA);
    NSLog(@"touchesBegan-----weakViewB = %@", self.weakViewB);
    NSLog(@"touchesBegan-----strongView = %@", self.strongView);
}

对于weakViewA，指向初始化的对象，由于引用数为0，且没有强指针，所以马上就会被废弃，故为空。

对于weakViewB，由于有tempView引用着生成的对象，所以weakViewB当时还是有值的。当过了viewDidLoad方法后，tempView这个局部变量将被释放，对象也同时废弃。所以到了touchBegan后，又变回空了。

对于strongView，一直都又强指针引用着生成的对象，当然不会被释放。

• 这里再引申一下，为什么IBOutlet属性是weak。

原因：在xib中，控件会被加进控制器的view的subviews中，已经有强引用了。

类似的，对上面提到的weakViewB，笔者看过很多旧代码会这么写，道理是一样的。

    UIView *tempView = [[UIView alloc] init];
    [self.view addSubview:tempView];
    self.weakViewB = tempView;

unsafe_unretained

在iOS5.0后，基本被weak替代。但是weak会额外消耗资源（后面说到weak原理会提到），所以并不全优于unsafe_unretained。

unsafe_unretained，不安全的所有权修饰符，和weak一样不会持有对象。其修饰的指针又名悬垂指针，当指针指向的对象被废弃时，指针成为了野指针，处理不好会导致程序崩溃。这点和weak不一样，weak指针在对象废弃时，会置为nil。

copy

通常，可变对象属性修饰符使用strong，不可变对象属性修饰符使用copy。

• copy和strong有什么区别？

1. 对于不可变字符串

@property (nonatomic, strong) NSString *sStr;
@property (nonatomic, copy) NSString *cStr;

    NSString *tempStr = @"str";
    self.sStr = tempStr;
    self.cStr = tempStr;
    NSLog(@"tempStr = %p", tempStr);
    NSLog(@"sStr = %p", self.sStr);
    NSLog(@"cStr = %p", self.cStr);

2. 对于可变字符串

    NSMutableString *tempStr = [NSMutableString stringWithString:@"mutableStr"];
    self.sStr = tempStr;
    self.cStr = tempStr;
    NSLog(@"tempStr = %p", tempStr);
    NSLog(@"sStr = %p", self.sStr);
    NSLog(@"cStr = %p", self.cStr);

可以看出对于不可变字符串，都是一样的,都持有原对象；对于可变字符串，strong持有原对象，copy的字符串新生成了一个可变对象。这也就是深浅拷贝的原理，不理解的可以看这篇文章iOS 图文并茂的带你了解深拷贝与浅拷贝。

即存的方法是这样的。

- (void)setCStr:(NSString *)cStr {
    _cStr = [cStr copy];
}

总之,当我们声明属性时,如果不希望它因为源对象(当源对象为可变对象时)的改变而改变,则用copy修饰。

存取方法名

• getter=<name>
• setter=<name>

可以重设方法名，但存方法名不建议修改。修改取方法名常用在BOOL类型属性中，如下：

  @property (nonatomic, getter=isOn) BOOL on;

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参考

• [1] Matt Galloway.Effective Objective-C 2.0:编写高质量iOS与OS X代码的52个有效方法[Ｍ].北京：机械工业出版社，2014.21—28．
• [2] Kazuki Sakamoto Tomohiko Furumoto.Objective-C高级编程.北京： 人民邮电出版社， 2013.1-78
• [3] acBool.iOS面试之@property
• [4] 江小凡.iOS关键字：nullable，nonnull，null_resettable，null_unspecified详解