iOS arc weak指针原理

iOS arc weak指针原理

• • ARC 都帮我们做了什么？
  • weak是什么？
  • weak是怎么实现的？
  • • • 1. weak原理简介
      • 2. weak简单测试
      • 3. weak原理分析
      • • 3.1 weak指针帮我们干了啥?
        • 3.2 weak实现的流程
        • • 3.2.1 初始化时：runtime会调用objc_initWeak函数，objc_initWeak函数会初始化一个新的weak指针指向对象的地址。
          • 3.2.2 添加引用时：objc_initWeak函数会调用 objc_storeWeak() 函数， objc_storeWeak() 的作用是更新指针指向，创建对应的弱引用表。
          • 3.2.3 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。

ARC 都帮我们做了什么？

是 LLVM 和 runTime 系统相互协作的一个结果，
LLVM 编绎器帮我们补个 [obj release] ，[obj retain]等引用增减方法。

下面将通过分析苹果官方源码：苹果官方objc4_723源码下载

weak是什么？

• weak表其实是一个hash（哈希）表，Key是所指对象的地址，Value是weak指针的地址数组。更多人的人只是知道weak是弱引用，所引用对象的计数器不会加一，并在引用对象被释放的时候自动被设置为nil。通常用于解决循环引用问题。但现在单知道这些已经不足以应对面试了，好多公司会问weak的原理。

weak是怎么实现的？

1. weak原理简介

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的地址）数组。

weak 的实现原理可以概括一下三步：

• 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 objc_storeWeak() 函数， objc_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。

2. weak简单测试

关于对象的三个修饰词__strong、__weak、__unsafe_unretained，测试结果分别用“01__strong指针引用对象.png”、“02__weak指针引用对象.png”、“03__unsafe_unretained指针引用对象.png”三张图表示。

1. 测试代码

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wunused-variable"
    __strong ZYClass *strongZYClass;
    __weak ZYClass *weakZYClass;
    __unsafe_unretained ZYClass *unsafeZYClass;
#pragma clang diagnostic pop
    
    NSLog(@"test begin");
    
    {
        ZYClass *zyClass = [[ZYClass alloc] init];
        strongZYClass = zyClass;
//        weakZYClass = zyClass;
//        unsafeZYClass = zyClass;

    }
    
    NSLog(@"test over%@",strongZYClass);
}

测试结果：

• 01__strong指针引用对象
  
• 02__weak指针引用对象
  
• 03__unsafe_unretained指针引用对象
  

"zyClass"定义的作用域如下：

 {
        ZYClass *zyClass = [[ZYClass alloc] init];
        strongZYClass = zyClass;
//        weakZYClass = zyClass;
//        unsafeZYClass = zyClass;

    }

鉴于__strong指针对对象有强引用关系，所以"zyClass"在出作用域后并没有立即销毁；
__weak指针对对象是弱引用关系，不持有引用对象。所以"zyClass"在出作用域后就销毁了；
__unsafe_unretained指针对对象是弱引用关系，不持有引用对象。所以"zyClass"在出作用域后就销毁了。（与__weak不同的是，__weak引用的对象销毁后，系统会将对象置为nil，而__unsafe_unretained不这么做，导致EXC_BAD_ACCESS错误。）

3. weak原理分析

3.1 weak指针帮我们干了啥?

• 程序运行时将弱引用存到一个哈希表中，当对象obj要销毁的时候，哈希函数根据obj地址获取到索引，然后从哈希表中取出obj对应的弱引用集合weak_entries，遍历weak_entries并一一清空

• 分析objc 源码：
  当一个对象释放的时候，会执行"- (void)dealloc {}"方法，在objc源码的“NSObject.mm”中找到了该函数以及相关调用流程

// Replaced by NSZombies
- (void)dealloc {
    _objc_rootDealloc(self);
}

void _objc_rootDealloc(id obj)
{
    assert(obj);

    obj->rootDealloc();
}

inline void objc_object::rootDealloc()
{
    if (isTaggedPointer()) return;  // fixme necessary?
   /* nonpointer 0 代表普通的指针 0，代表普通的指针，存储着Class、Meta-Class对象的内存地址
	 1，代表优化过，使用位域存储更多的信息
	 has_assoc 是否有关联对象 如果没有释放会很快
	 has_cxx_dtor 是否有C++析构函数 如果没有释放会更快
	 weakly_referenced 释放有被弱引用指向 如果没有 释放会更快
	 has_sidetable_rc 引用计数器是否过大无法存储在isa中
	 如果为1，那么引用计数会存储在一个叫SideTable的类的属性中
	*/
    /// 快速释放对象 满足上边的条件
    if (fastpath(isa.nonpointer  &&  
                 !isa.weakly_referenced  &&  
                 !isa.has_assoc  &&  
                 !isa.has_cxx_dtor  &&  
                 !isa.has_sidetable_rc))
    {
        assert(!sidetable_present());
        free(this);
    } 
    else {///不能够快速是否 需要进一步做释放处理
        object_dispose((id)this);
    }
}

id object_dispose(id obj)
{
    if (!obj) return nil;
    /// 释放对象前 要将对象的关联属性 weak 指针置空 修改引用计数 isa 指针的一些信息
    objc_destructInstance(obj);    
    free(obj);

    return nil;
}

/***********************************************************************
* objc_destructInstance
* Destroys an instance without freeing memory. 
* Calls C++ destructors.
* Calls ARC ivar cleanup.
* Removes associative references.
* Returns `obj`. Does nothing if `obj` is nil.
**********************************************************************/
void *objc_destructInstance(id obj) 
{
    if (obj) {
        // Read all of the flags at once for performance.
        /// 是否有C++析构函数
        bool cxx = obj->hasCxxDtor();
        /// 是否有关联属性
        bool assoc = obj->hasAssociatedObjects();

        // This order is important.
        //清除对象的成员变量
        if (cxx) object_cxxDestruct(obj); 
        //清除对象的关联对象
        if (assoc) _object_remove_assocations(obj);
        ///明确回收
        obj->clearDeallocating();
    }

    return obj;
}


inline void objc_object::clearDeallocating()
{
    if (slowpath(!isa.nonpointer)) {
        // Slow path for raw pointer isa.
        sidetable_clearDeallocating();
    }
    else if (slowpath(isa.weakly_referenced  ||  isa.has_sidetable_rc)) {
        // Slow path for non-pointer isa with weak refs and/or side table data.
        clearDeallocating_slow();
    }

    assert(!sidetable_present());
}


// Slow path of clearDeallocating() 
// for objects with nonpointer isa
// that were ever weakly referenced 
// or whose retain count ever overflowed to the side table.
NEVER_INLINE void objc_object::clearDeallocating_slow()
{
    assert(isa.nonpointer  &&  (isa.weakly_referenced || isa.has_sidetable_rc));

    SideTable& table = SideTables()[this];
    table.lock();///加锁
    if (isa.weakly_referenced) {/// 有弱引用指向
        weak_clear_no_lock(&table.weak_table, (id)this);
    }
    if (isa.has_sidetable_rc) {
        table.refcnts.erase(this);
    }
    table.unlock();///解锁
}


/** 
 * Called by dealloc; nils out all weak pointers that point to the 
 * provided object so that they can no longer be used.
 * 
 * @param weak_table 
 * @param referent The object being deallocated. 
 */
void weak_clear_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id) 
{
    ///当前对象强转为 objc_object 结构体指针类型
    objc_object *referent = (objc_object *)referent_id;
    ///获weak散列表中跟当前对象对应的  weak_entry_t *结构体指针
    weak_entry_t *entry = weak_entry_for_referent(weak_table, referent);
    if (entry == nil) {///如果为 nil 代表 没有查找到这个对象在 weak 表里存放 可能是这个对象转成CF对象 并转移了对象引用计数所有权
        /// XXX shouldn't happen, but does with mismatched CF/objc
        //printf("XXX no entry for clear deallocating %p\n", referent);
        return;
    }

    // zero out references
    // 存放所有 weak 指针数组
    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];
        ///weak 指针数组中的元素 是 当前对象指向的指针地址 将指针置空 nil
        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();
            }
        }
    }
    ///从 weak 表中移除跟当前对象weak_entry_t有关的内容
    weak_entry_remove(weak_table, entry);
}

/**weak_entry_for_referent(weak_table_t *weak_table, objc_object *referent) 根据当前对象指针作为查找条件从  
weak_table_t 中获取 weak_entry_t * 指针类型结构体  
这里边是一个简单的 hash 算法 用对象内存地址转成一个 hash 值 
然后 & weak_table->mask 获得一个开始索引 然后根据这个索引在数组里查找元素 ,
如果生成的索引查找的元素不是我们想要的 ,
可以用 index + 1 &  weak_table->mask 重新生成一个 index , 
直到算出一个合适的索引 ,然后从数组里 取出 一个 weak_entry_t * 结构体指针
*/

/** 
 * Return the weak reference table entry for the given referent. 
 * If there is no entry for referent, return NULL. 
 * Performs a lookup.
 *
 * @param weak_table 
 * @param referent The object. Must not be nil.
 * 
 * @return The table of weak referrers to this object. 
 */
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;
    ///用对象内存地址转成一个 hash 值 然后 & weak_table->mask 获得一个开始索引
    size_t begin = hash_pointer(referent) & weak_table->mask;
    size_t index = begin;
    size_t hash_displacement = 0;
    ///直到 index 对应的  weak_entries[index].referent ==  referent 是我们要释放掉的对象时 才会退出循环 
    while (weak_table->weak_entries[index].referent != referent) {
         /// 用 index + 1 方式 生成一个新的 index 继续在 weak_entries查找 
        index = (index+1) & weak_table->mask;
        if (index == begin) bad_weak_table(weak_table->weak_entries);
        hash_displacement++;
        if (hash_displacement > weak_table->max_hash_displacement) {
            return nil;
        }
    }
    ///根据计算出来的 index 取出一个weak_entry_t * 结构体指针
    return &weak_table->weak_entries[index];
}

• 函数inline void objc_object::rootDealloc()中有一句判断if (isTaggedPointer()) return; // fixme necessary?，这个地方条件成立就会return ,而不会释放对象，为什么？

实际上苹果在64位系统开始推出了“Tagged Pointer”技术来优化NSNumber、NSString、NSDate等小对象的存储，在没有引入“Tagged Pointer”技术之前，NSNumber等对象需要动态分配内存、维护引用技术，NSNumber指针存储的是NSNumber对象的地址值。iOS引入“Tagged Pointer”技术之后，NSNumber指针里面存储的数据变成了“Tag+Data”,也就是直接将数据存储在指针中。仅当指针不够存储数据时，才会使用动态分配内存的方式来存储数据。
“Tagged Pointer”的好处是：一方面节约计算机内存，另一方面因为可以直接从指针中读取数据，可以节约之前objc_msgSend流程消耗的时间。
那对于下面三个“对象”（这里注意“”修饰，因为a、b本质上属于Tagged Pointer类型，而不是OC对象）：
a. NSNumber *number1 = @4;
b. NSNumber *number2 = @5;
c. NSNumber number3 = @(0xFFFFFFFFFFFFFFF)。
对于a、b，所对应的二级制编码分别为0b0100、0b0101,仅仅占用3 bit，用一个字节(8bit)就足够存储了，而OC的指针number1、*number2都占用8个字节，因此我们完全可以将a、b的值存放在指针中，那么a、b实际上就不是真正的对象了，也就不存在执行所谓的- (void) dealloc{}流程。如果按照64位之前的策略，那存储a、b这样的小对象，需要在堆空间alloc init出一个NSNumber对象，然后将@10放入对象中，这个过程至少占用16字节，然后在栈区用一个指针指向这个NSNumber对象，栈空间指针又占用8字节，所以至少需要24字节存储a、b这样的小对象，很浪费内存。

• 分析代码得到，当一个对象被回收的时候调用流程：

1. -(void)dealloc ->
2. _objc_rootDealloc(id obj) ->
3. objc_object::rootDealloc() ->
4. object_dispose(id obj) ->
5. objc_destructInstance(id obj) ->
6. objc_object::clearDeallocating() ->
7. objc_object::clearDeallocating_slow() ->
8. weak_clear_no_lock(weak_table_t weak_table, id referent_id) ->
9. weak_entry_for_referent(weak_table_t *weak_table, objc_object *referent)

再看一次"weak_entry_t * weak_entry_for_referent(weak_table_t *weak_table, objc_object *referent)"函数实现细节

///直到 index 对应的  weak_entries[index].referent ==  referent 是我们要释放掉的对象时 才会退出循环 
    while (weak_table->weak_entries[index].referent != referent) {
         /// 用 index + 1 方式 生成一个新的 index 继续在 weak_entries查找 
        index = (index+1) & weak_table->mask;
        if (index == begin) bad_weak_table(weak_table->weak_entries);
        hash_displacement++;
        if (hash_displacement > weak_table->max_hash_displacement) {
            return nil;
        }
    }

函数内部利用正在被dealloc的对象地址referent 通过哈希函数hash_pointer()计算，再&weak_table->mask获得begin索引，所以可推测weak_table是一个散列表结构，weak_table来自于SideTable对象中的“weak_table”成员，有了这个当前对象在散列表中的索引，就可以通过索引获取当前对象的弱引用数组了（当然根据获取到的begin索引得到的散列结果可能并不是这个“dealloc对象”的，因为存在散列冲突，所以这里面有while ()循环判断当前index散列值的“ referent”与我们传入的“ referent”是否匹配）。

通过这个while循环，可见这个散列表解决散列冲突采用的是“开放寻址法”。

程序运行时将弱引用存到一个哈希表中，当对象obj要销毁的时候，哈希函数根据obj地址获取到索引，然后从哈希表中取出obj对应的弱引用集合weak_entries，遍历weak_entries并一一清空（也就对应源码中函数void weak_clear_no_lock(weak_table_t weak_table, id referent_id)所做的referrer = nil;）。

3.2 weak实现的流程

3.2.1 初始化时：runtime会调用objc_initWeak函数，objc_initWeak函数会初始化一个新的weak指针指向对象的地址。

{
    NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
    id __weak obj1 = obj;
}

当我们初始化一个weak变量时，runtime会调用 NSObject.mm 中的objc_initWeak函数。这个函数在Clang中的声明如下：

id objc_initWeak(id *object, id value);

•  

而对于 objc_initWeak() 方法的实现

id objc_initWeak(id *location, id newObj) {
// 查看对象实例是否有效
// 无效对象直接导致指针释放
    if (!newObj) {
        *location = nil;
        return nil;
    }
    // 这里传递了三个 bool 数值
    // 使用 template 进行常量参数传递是为了优化性能
    return storeWeakfalse/*old*/, true/*new*/, true/*crash*/>
    (location, (objc_object*)newObj);
}

可以看出，这个函数仅仅是一个深层函数的调用入口，而一般的入口函数中，都会做一些简单的判断（例如 objc_msgSend 中的缓存判断），这里判断了其指针指向的类对象是否有效，无效直接释放，不再往深层调用函数。否则，object将被注册为一个指向value的__weak对象。而这事应该是objc_storeWeak函数干的。

注意：objc_initWeak函数有一个前提条件：就是object必须是一个没有被注册为__weak对象的有效指针。而value则可以是null，或者指向一个有效的对象。

3.2.2 添加引用时：objc_initWeak函数会调用 objc_storeWeak() 函数， objc_storeWeak() 的作用是更新指针指向，创建对应的弱引用表。

1. objc_storeWeak的函数声明如下：

id objc_storeWeak(id *location, id value);

•  

1. objc_storeWeak() 的具体实现如下：

// HaveOld:     true - 变量有值
//             false - 需要被及时清理，当前值可能为 nil
// HaveNew:     true - 需要被分配的新值，当前值可能为 nil
//             false - 不需要分配新值
// CrashIfDeallocating: true - 说明 newObj 已经释放或者 newObj 不支持弱引用，该过程需要暂停
//             false - 用 nil 替代存储
template bool HaveOld, bool HaveNew, bool CrashIfDeallocating>
static id storeWeak(id *location, objc_object *newObj) {
    // 该过程用来更新弱引用指针的指向
    // 初始化 previouslyInitializedClass 指针
    Class previouslyInitializedClass = nil;
    id oldObj;
    // 声明两个 SideTable
    // ① 新旧散列创建
    SideTable *oldTable;
    SideTable *newTable;
    // 获得新值和旧值的锁存位置（用地址作为唯一标示）
    // 通过地址来建立索引标志，防止桶重复
    // 下面指向的操作会改变旧值
retry:
    if (HaveOld) {
        // 更改指针，获得以 oldObj 为索引所存储的值地址
        oldObj = *location;
        oldTable = &SideTables()[oldObj];
    } else {
        oldTable = nil;
    }
    if (HaveNew) {
        // 更改新值指针，获得以 newObj 为索引所存储的值地址
        newTable = &SideTables()[newObj];
    } else {
        newTable = nil;
    }
    // 加锁操作，防止多线程中竞争冲突
    SideTable::lockTwoHaveOld, HaveNew>(oldTable, newTable);
    // 避免线程冲突重处理
    // location 应该与 oldObj 保持一致，如果不同，说明当前的 location 已经处理过 oldObj 可是又被其他线程所修改
    if (HaveOld  &&  *location != oldObj) {
        SideTable::unlockTwoHaveOld, HaveNew>(oldTable, newTable);
        goto retry;
    }
    // 防止弱引用间死锁
    // 并且通过 +initialize 初始化构造器保证所有弱引用的 isa 非空指向
    if (HaveNew  &&  newObj) {
        // 获得新对象的 isa 指针
        Class cls = newObj->getIsa();
        // 判断 isa 非空且已经初始化
        if (cls != previouslyInitializedClass  &&
            !((objc_class *)cls)->isInitialized()) {
            // 解锁
            SideTable::unlockTwoHaveOld, HaveNew>(oldTable, newTable);
            // 对其 isa 指针进行初始化
            _class_initialize(_class_getNonMetaClass(cls, (id)newObj));
            // 如果该类已经完成执行 +initialize 方法是最理想情况
            // 如果该类 +initialize 在线程中
            // 例如 +initialize 正在调用 storeWeak 方法
            // 需要手动对其增加保护策略，并设置 previouslyInitializedClass 指针进行标记
            previouslyInitializedClass = cls;
            // 重新尝试
            goto retry;
        }
    }
    // ② 清除旧值
    if (HaveOld) {
        weak_unregister_no_lock(&oldTable->weak_table, oldObj, location);
    }
    // ③ 分配新值
    if (HaveNew) {
        newObj = (objc_object *)weak_register_no_lock(&newTable->weak_table,
                                                      (id)newObj, location,
                                                      CrashIfDeallocating);
        // 如果弱引用被释放 weak_register_no_lock 方法返回 nil
        // 在引用计数表中设置若引用标记位
        if (newObj  &&  !newObj->isTaggedPointer()) {
            // 弱引用位初始化操作
            // 引用计数那张散列表的weak引用对象的引用计数中标识为weak引用
            newObj->setWeaklyReferenced_nolock();
        }
        // 之前不要设置 location 对象，这里需要更改指针指向
        *location = (id)newObj;
    }
    else {
        // 没有新值，则无需更改
    }
    SideTable::unlockTwoHaveOld, HaveNew>(oldTable, newTable);
    return (id)newObj;
}

1. 撇开源码中各种锁操作，来看看这段代码都做了些什么。

• SideTable

SideTable 这个结构体，我给他起名引用计数和弱引用依赖表，因为它主要用于管理对象的引用计数和 weak 表。在 NSObject.mm 中声明其数据结构：

struct SideTable {
// 保证原子操作的自旋锁
    spinlock_t slock;
    // 引用计数的 hash 表
    RefcountMap refcnts;
    // weak 散列表 所有 weak 指针存放在这个表里，weak 引用全局 hash 表
    weak_table_t weak_table;
}

对于 slock 和 refcnts 两个成员不用多说，第一个是为了防止竞争选择的自旋锁，第二个是协助对象的 isa 指针的 extra_rc 共同引用计数的变量（对于对象结果，在今后的文中提到）。这里主要看 weak 全局 hash 表的结构与作用。

• weak表

weak表是一个弱引用表，实现为一个weak_table_t结构体，存储了某个对象相关的的所有的弱引用信息。其定义如下(具体定义在objc-weak.h中)：

 struct weak_table_t {
    // 指针数组 存放 weak_entry_t 类型，保存了所有指向指定对象的 weak 指针
    weak_entry_t *weak_entries;
    // 存储空间，散列表最大可存放内容容量 
    size_t    num_entries;
    // 参与判断引用计数辅助量，&mask 可以获取一个 key 从而在散列表快速查找某个元素 
    uintptr_t mask;
    // hash key 最大偏移值
    uintptr_t max_hash_displacement;
};

这是一个全局弱引用hash表。使用不定类型对象的地址作为 key ，用 weak_entry_t 类型结构体对象作为 value 。其中的 weak_entries 成员，从字面意思上看，即为弱引用表入口。其实现也是这样的。

其中weak_entry_t是存储在弱引用表中的一个内部结构体，它负责维护和存储指向一个对象的所有弱引用hash表。其定义如下：

typedef objc_object ** weak_referrer_t;
struct weak_entry_t {
    DisguisedPtrobjc_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];
        };
    }
}

在 weak_entry_t 的结构中，DisguisedPtr referent 是对泛型对象的指针做了一个封装，通过这个泛型类来解决内存泄漏的问题。从注释中写 out_of_line 成员为最低有效位，当其为0的时候， weak_referrer_t 成员将扩展为多行静态 hash table。其实其中的 weak_referrer_t 是二维 objc_object 的别名，通过一个二维指针地址偏移，用下标作为 hash 的 key，做成了一个弱引用散列。

那么在有效位未生效的时候，out_of_line 、 num_refs、 mask 、 max_hash_displacement 有什么作用？

//out_of_line：最低有效位，也是标志位。当标志位 0 时，增加引用表指针纬度。

//num_refs：引用数值。这里记录弱引用表中引用有效数字，因为弱引用表使用的是静态 hash 结构，所以需要使用变量来记录数目。

//mask：计数辅助量。

//max_hash_displacement：hash 元素上限阀值。

其实 out_of_line 的值通常情况下是等于零的，所以弱引用表总是一个 objc_objective 指针二维数组。一维 objc_objective 指针可构成一张弱引用散列表，通过第三纬度实现了多张散列表，并且表数量为 WEAK_INLINE_COUNT 。

总结一下 StripedMap[] ：

StripedMap 是一个模板类，在这个类中有一个 array 成员，用来存储 PaddedT 对象，并且其中对于 [] 符的重载定义中，会返回这个 PaddedT 的 value 成员，这个 value 就是我们传入的 T 泛型成员，也就是 SideTable 对象。在 array 的下标中，这里使用了 indexForPointer 方法通过位运算计算下标，实现了静态的 Hash Table。而在 weak_table 中，其成员 weak_entry 会将传入对象的地址加以封装起来，并且其中也有访问全局弱引用表的入口。

旧对象解除注册操作 weak_unregister_no_lock

该方法主要作用是将旧对象在 weak_table 中接触 weak 指针的对应绑定。根据函数名，称之为解除注册操作。从源码中，可以知道其功能就是从 weak_table 中接触 weak 指针的绑定。而其中的遍历查询，就是针对于 weak_entry 中的多张弱引用散列表。

新对象添加注册操作 weak_register_no_lock

这一步与上一步相反，通过 weak_register_no_lock 函数把心的对象进行注册操作，完成与对应的弱引用表进行绑定操作。

初始化弱引用对象流程一览

弱引用的初始化，从上文的分析中可以看出，主要的操作部分就在弱引用表的取键、查询散列、创建弱引用表等操作，可以总结出如下的流程图：

这个图中省略了很多情况的判断，但是当声明一个 weak 会调用上图中的这些方法。当然， storeWeak 方法不仅仅用在 weak 的声明中，在 class 内部的操作中也会常常通过该方法来对 weak 对象进行操作。

3.2.3 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。

• 当weak引用指向的对象被释放时，又是如何去处理weak指针的呢？当释放对象时，其基本流程如下：

(1) 调用objc_release
(2) 因为对象的引用计数为0，所以执行dealloc
(3) 在dealloc中，调用了_objc_rootDealloc函数
(4) 在_objc_rootDealloc中，调用了object_dispose函数
(5) 调用objc_destructInstance
(6) 最后调用objc_clear_deallocating

1. 调用objc_release
2. 因为对象的引用计数为0，所以执行dealloc
3. 在dealloc中，调用了_objc_rootDealloc函数
4. 在_objc_rootDealloc中，调用了object_dispose函数
5. 调用objc_destructInstance
6. 最后调用objc_clear_deallocating
   objc_clear_deallocating函数实现：

void  objc_clear_deallocating(id obj) 
{
    assert(obj);
    assert(!UseGC);
    if (obj->isTaggedPointer()) return;
   obj->clearDeallocating();
}

也就是调用了clearDeallocating，继续追踪可以发现，它最终是使用了迭代器来取weak表的value，然后调用weak_clear_no_lock,然后查找对应的value，将该weak指针置空，weak_clear_no_lock函数的实现如下：

/**
 * Called by dealloc; nils out all weak pointers that point to the
 * provided object so that they can no longer be used.
 *
 * @param weak_table
 * @param referent The object being deallocated.
 */
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);
}

objc_clear_deallocating该函数的动作如下：

1、从weak表中获取废弃对象的地址为键值的记录

2、将包含在记录中的所有附有 weak修饰符变量的地址，赋值为nil

3、将weak表中该记录删除

4、从引用计数表中删除废弃对象的地址为键值的记录