Objective-C 自动引用计数（ARC）的原理和内部实现

预备知识：Objective-C 引用计数的原理和内部实现

自动引用计数（ARC）的原理建立在原有的手动引用计数的基础上。

所有权修饰符

在 ARC 条件下，用户通过为变量添加所有权修饰符来代替手动输入 release 和 retain。
例如：id __strong obj = [NSObject new];
所有权修饰符共有4种：

• __strong
• __weak
• __unsafe_unretained
• __autoreleasing

__strong

• 编译器默认会为所有未添加修饰符的 Objective-C 对象类型变量自动添加 __strong 修饰符。
• 将一个对象赋值给带有 __strong 修饰符的变量时，会自动 retain 该对象。
• 当变量超出作用域时，会自动 release 该对象。
• 当变量被赋值其他对象时，或变量被置为 nil 时，会自动 release 原对象。

__weak

• __weak 修饰符是为了解决循环引用问题，循环引用会导致内存泄漏 。
• __weak 变量不持有它指向的对象。
• 当 __weak 变量指向的对象被销毁时，__weak 变量会自动被设置为 nil。
• 大量使用 __weak 变量可能会造成性能下降。

__unsafe_unretained

• 不持有它指向的对象。
• 不安全，当 __unsafe_unretained 变量指向的对象被销毁时，会成为悬垂指针。

__autoreleasing

• 一般不显式使用。
• 函数返回值会被自动加入 autoreleasePool。
• __weak 变量在使用时会先被加入 autoreleasePool（为了避免使用变量时，对象被销毁）。

ARC 的内部实现

ARC 是由编译器和运行时环境共同实现的。

__strong 修饰符的实现

• 由编译器在适当的位置插入 retain 和 release 代码。

__weak 修饰符的实现

为实现 __weak 修饰符的功能，系统会维护一个散列表（weak 表）。表的键为对象地址，对应的值为指向这个对象的所有 __weak 变量（可能为 1 或多个）。
当对象引用计数为 0 时，会自动调用 dealloc方法。dealloc 方法会做这些事：

• 从 weak 表中获取被销毁对象的地址为键的记录。
• 将记录中所有 __weak 变量的地址置为 nil 。
• 从 weak 表中删除该记录。
• 从引用计数表中删除被销毁对象的地址为键的记录。

参考
官方文档：Advanced Memory Management Programming Guide
坂本一树 / 古本智彦：Objective-C高级编程