深入探究引用计数与weak：苹果背后的实现原理

IOS

2023-10-11 23:48:10

引言

内存管理是任何现代编程语言的核心组成部分。Objective-C 中的引用计数是一种自动内存管理技术，它通过跟踪每个对象的引用计数来确定对象何时不再被使用。在这种机制下，当对象的引用计数降至 0 时，它将被自动销毁。

苹果的引用计数实现

苹果在 Objective-C 中的引用计数实现基于原子操作，这确保了即使在多线程环境中，引用计数也能准确地更新。该实现包括以下关键组件：

isa 指针： 每个 Objective-C 对象都包含一个指向其类元数据的 isa 指针。isa 指针的前 3 个字节存储引用计数。
strong 指针： 强引用是一个指向另一个对象的指针，会增加对象的引用计数。
weak 指针： 弱引用是一种特殊的指针，指向另一个对象，但不会增加其引用计数。

引用计数的算法

引用计数的算法如下：

增加引用计数： 当创建一个强引用时，对象的引用计数会增加。
减少引用计数： 当强引用消失时，对象的引用计数会减少。
销毁对象： 当对象的引用计数降至 0 时，它将被自动销毁。

weak 指针

弱指针是一种特殊的指针类型，它指向另一个对象，但不会增加其引用计数。当一个弱引用指向的对象被销毁时，弱引用会自动被置为 nil。弱指针常用于防止循环引用，因为循环引用会使对象无法被销毁。

示例代码

以下代码示例演示了引用计数和弱指针的使用：

@interface MyClass : NSObject
@property (strong) MyClass *strongRef;
@property (weak) MyClass *weakRef;
@end

@implementation MyClass

- (void)dealloc {
  NSLog(@"MyClass dealloc");
}

@end

int main() {
  MyClass *myClass1 = [[MyClass alloc] init];
  MyClass *myClass2 = [[MyClass alloc] init];

  myClass1.strongRef = myClass2;
  myClass2.weakRef = myClass1;

  [myClass1 release];  // myClass1 的引用计数为 0，释放
  [myClass2 release];  // myClass2 的引用计数为 0，释放
}

在以上示例中，当 MyClass 对象 myClass1 被释放时，myClass2 的引用计数为 1，因为 myClass1 中的 strongRef 指向它。然后，当 MyClass 对象 myClass2 被释放时，其 weakRef 已被置为 nil，并且其引用计数降至 0，因此它将被销毁。

最佳实践

使用引用计数和弱指针时，应遵循以下最佳实践：