SideTable和weak底层实现

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3 分钟

SideTable和weak底层实现

2021-12-10

2026-10-12

我们先看一个小题目，看看下面的输出回事什么样的？

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NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
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3
NSLog(@"%zd - %@",(long)CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(objc)), objc);
4

5
__weak typeof(id) weakObjc = objc;
6

7
NSLog(@"%zd - %@",(long)CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(objc)), objc);
8

9
NSLog(@"%zd - %@",(long)CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(weakObjc)), weakObjc);

输出：

1、1、2。是不是很迷惑？别急我们慢慢来

前言#

前面在对内存管理进行研究的时候接触到了 SideTalbe ，今天我们也依然会和他见面，它究竟是什么呢？

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void
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objc_object::sidetable_lock()
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{
4
    SideTable& table = SideTables()[this];
5
    table.lock();
6
}

SideTable 可以看出， SideTable 是有多张的。它是一个 HashMap 。

一、 SideTable 的结构#

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struct SideTable {
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    spinlock_t slock;
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    // 引用计数 Map
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    RefcountMap refcnts;
5
    // 若引用 Map
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    weak_table_t weak_table;
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    SideTable() {
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        memset(&weak_table, 0, sizeof(weak_table));
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    }
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    ~SideTable() {
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        _objc_fatal("Do not delete SideTable.");
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    }
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    void lock() { slock.lock(); }
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    void unlock() { slock.unlock(); }
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    void forceReset() { slock.forceReset(); }
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    ...
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};

简单了解了 SideTable 后我们继续回到题目。

二、 weak 做了什么#

2.1 调试#

在这里打上汇编断点

走到了 objc_initWeak

objc_initWeak#

storeWeak#

weak_register_no_lock#

注册一个对象 - weak指针对。如果没有的话，创建一个 weak 的 entry 对象。

参数：

weak_table : SideTable 地址
referent : 被弱引用的对象
referrer : 弱引用指针地址

append_referrer#

把 referrer 加进 entry 的 inline_referrers

这里又见到了熟悉的 3/4 扩容

weak_entry_t#

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struct weak_entry_t {
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    DisguisedPtr<objc_object> referent;
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    union {
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        struct {
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            // 一个对象可以有多个 referent
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            weak_referrer_t *referrers;
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            uintptr_t        out_of_line_ness : 2;
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            uintptr_t        num_refs : PTR_MINUS_2;
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            uintptr_t        mask;
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            uintptr_t        max_hash_displacement;
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        };
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        struct {
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            // out_of_line_ness field is low bits of inline_referrers[1]
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            weak_referrer_t  inline_referrers[WEAK_INLINE_COUNT];
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        };
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    };
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    ...
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    weak_entry_t(objc_object *newReferent, objc_object **newReferrer)
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        : referent(newReferent)
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    {
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        inline_referrers[0] = newReferrer;
24
        for (int i = 1; i < WEAK_INLINE_COUNT; i++) {
25
            inline_referrers[i] = nil;
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        }
27
    }
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};

三、回到题目继续分析#

我们在这里下个断点，并打开汇编断点：

来到了 objc_loadWeakRetained

objc_loadWeakRetained

内部继续跟进来到了 rootTryRetain ，这里内部引用计数会加

总结#

weak 原理
- 得到 SideTable 的弱引用表
- 得到一个 weak_entry_t
- 把 referent 加入到 entry 的数组 inline_referrers
- 如果 weak_table 需要扩容
  - 3/4 扩容，类似与方法列表
- 把 new_entry 加入到 weak_table 中
当我们使用一个 weakObjc 的时候，会调用 rootTryRetain ，所以引用计数会 +1。也就是这里我们看到输出为 2 的原因所在。