iOS copy关键字，@property，深拷贝和浅拷贝

2016-09-19 本文已影响597人爱赚钱的依米

1.什么情况使用关键字copy? 相比 assign 有什么不同？

（1）.在 ARC 中，在有可能出现循环引用的时候，往往要通过让其中一端使用 weak 来解决，比如: delegate 代理属性。

（2）.自身已经对它进行一次强引用,没有必要再强引用一次,此时也会使用 weak,自定义 IBOutlet 控件属性一般也使用 weak；当然，也可以使用strong。在下文也有论述：《IBOutlet连出来的视图属性为什么可以被设置成weak?》

不同点：

（1）.weak 此特质表明该属性定义了一种“非拥有关系” (nonowning relationship)。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assign类似，然而在属性所指的对象遭到摧毁时，属性值也会清空(nil out)。而 assign 的“设置方法”只会执行针对“纯量类型” (scalar type，例如 CGFloat 或 NSlnteger 等)的简单赋值操作。

（2）.assigin 可以用非 OC 对象,而 weak 必须用于 OC 对象。

2.怎么用copy关键字？

用途：

（1）.NSString、NSArray、NSDictionary 等等经常使用copy关键字，是因为他们有对应的可变类型：NSMutableString、NSMutableArray、NSMutableDictionary；

（2）.block 也经常使用 copy 关键字，具体原因见官方文档：Objects Use Properties to Keep Track of Blocks：

block 使用 copy 是从 MRC 遗留下来的“传统”，在 MRC 中，方法内部的 block 是在栈区的，使用 copy 可以把它放到堆区。在 ARC 中写不写都行；对于 block 使用 copy 还是 strong 效果是一样的，但写上 copy 也无伤大雅，还能时刻提醒我们：编译器自动对 block 进行了 copy 操作。如果不写 copy ，该类的调用者有可能会忘记或者根本不知道“编译器会自动对 block 进行了 copy 操作”，他们有可能会在调用之前自行拷贝属性值。这种操作多余而低效。你也许会感觉我这种做法有些怪异，不需要写依然写。如果你这样想，其实是你“日用而不知”，你平时开发中是经常在用我说的这种做法的，比如下面的属性不写copy也行，但是你会选择写还是不写呢？

@property (nonatomic, copy) NSString *userId;

- (instancetype)initWithUserId:(NSString *)userId {

self = [super init];

if (!self) {

return nil;}

_userId = [userId copy];

return self;

}

下面做下解释： 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” (copy)。当属性类型为 NSString 时，经常用此特质来保护其封装性，因为传递给设置方法的新值有可能指向一个 NSMutableString 类的实例。这个类是 NSString 的子类，表示一种可修改其值的字符串，此时若是不拷贝字符串，那么设置完属性之后，字符串的值就可能会在对象不知情的情况下遭人更改。所以，这时就要拷贝一份“不可变” (immutable)的字符串，确保对象中的字符串值不会无意间变动。只要实现属性所用的对象是“可变的” (mutable)，就应该在设置新属性值时拷贝一份。

用 @property 声明 NSString、NSArray、NSDictionary 经常使用 copy 关键字，是因为他们有对应的可变类型：NSMutableString、NSMutableArray、NSMutableDictionary，他们之间可能进行赋值操作，为确保对象中的字符串值不会无意间变动，应该在设置新属性值时拷贝一份。

3. 这个写法会出什么问题： @property (copy) NSMutableArray *array;

两个问题：1、添加，删除，修改数组内的元素的时候，程序会因为找不到对应的方法而崩溃。因为 copy 就是复制一个不可变 NSArray 的对象；2、使用了 atomic 属性会严重影响性能；

第1条的相关原因在下文中有论述《用@property声明的NSString（或NSArray，NSDictionary）经常使用 copy 关键字，为什么？如果改用strong关键字，可能造成什么问题？》以及上文《怎么用 copy 关键字？》也有论述。

比如下面的代码就会发生崩溃：

//.h

@property (nonatomic, copy) NSMutableArray *mutableArray;

//.m

NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithObjects:@1,@2,nil];

self.mutableArray = array;

[self.mutableArray removeObjectAtIndex:0];

接下来就会发生崩溃：

-[__NSArrayI removeObjectAtIndex:]: unrecognized selector sent to instance 0x7fcd1bc30460

第2条原因，如下：

该属性使用了同步锁，会在创建时生成一些额外的代码用于帮助编写多线程程序，这会带来性能问题，通过声明 nonatomic 可以节省这些虽然很小但是不必要额外开销。

默认情况下，由编译器所合成的方法会通过锁定机制确保其原子性(atomicity)。如果属性具备 nonatomic 特质，则不使用同步锁。请注意，尽管没有名为“atomic”的特质(如果某属性不具备 nonatomic 特质，那它就是“原子的”(atomic))。

在iOS开发中，你会发现，几乎所有属性都声明为 nonatomic。

一般情况下并不要求属性必须是“原子的”，因为这并不能保证“线程安全” ( thread safety)，若要实现“线程安全”的操作，还需采用更为深层的锁定机制才行。例如，一个线程在连续多次读取某属性值的过程中有别的线程在同时改写该值，那么即便将属性声明为 atomic，也还是会读到不同的属性值。

因此，开发iOS程序时一般都会使用 nonatomic 属性。但是在开发 Mac OS X 程序时，使用 atomic 属性通常都不会有性能瓶颈。

4. @property 的本质是什么？ivar、getter、setter 是如何生成并添加到这个类中的

@property 的本质是什么？

@property = ivar + getter + setter;

下面解释下：

“属性” (property)有两大概念：ivar（实例变量）、存取方法（access method ＝ getter + setter）。

“属性” (property)作为 Objective-C 的一项特性，主要的作用就在于封装对象中的数据。 Objective-C 对象通常会把其所需要的数据保存为各种实例变量。实例变量一般通过“存取方法”(access method)来访问。其中，“获取方法” (getter)用于读取变量值，而“设置方法” (setter)用于写入变量值。这个概念已经定型，并且经由“属性”这一特性而成为 Objective-C 2.0 的一部分。而在正规的 Objective-C 编码风格中，存取方法有着严格的命名规范。正因为有了这种严格的命名规范，所以 Objective-C 这门语言才能根据名称自动创建出存取方法。其实也可以把属性当做一种关键字，其表示:

编译器会自动写出一套存取方法，用以访问给定类型中具有给定名称的变量。所以你也可以这么说：

@property = getter + setter;

例如下面这个类：

@interface Person : NSObject

@property NSString *firstName;

@property NSString *lastName;

@end

上述代码写出来的类与下面这种写法等效：

@interface Person : NSObject

- (NSString *)firstName;

- (void)setFirstName:(NSString *)firstName;

- (NSString *)lastName;

- (void)setLastName:(NSString *)lastName;

@end

ivar、getter、setter 是如何生成并添加到这个类中的?

“自动合成”( autosynthesis)

完成属性定义后，编译器会自动编写访问这些属性所需的方法，此过程叫做“自动合成”(autosynthesis)。需要强调的是，这个过程由编译器在编译期执行，所以编辑器里看不到这些“合成方法”(synthesized method)的源代码。除了生成方法代码 getter、setter 之外，编译器还要自动向类中添加适当类型的实例变量，并且在属性名前面加下划线，以此作为实例变量的名字。在前例中，会生成两个实例变量，其名称分别为 _firstName 与 _lastName。也可以在类的实现代码里通过 @synthesize 语法来指定实例变量的名字.

@implementation Person

@synthesize firstName = _myFirstName;

@synthesize lastName = _myLastName;

@end

属性实现过程中大致生成了五个东西：

OBJC_IVAR_$类名$属性名称：该属性的“偏移量” (offset)，这个偏移量是“硬编码” (hardcode)，表示该变量距离存放对象的内存区域的起始地址有多远。

setter 与 getter 方法对应的实现函数

ivar_list ：成员变量列表

method_list ：方法列表

prop_list ：属性列表

也就是说我们每次在增加一个属性，系统都会在 ivar_list 中添加一个成员变量的描述，在 method_list 中增加 setter 与 getter 方法的描述，在属性列表中增加一个属性的描述，然后计算该属性在对象中的偏移量，然后给出 setter 与 getter 方法对应的实现，在 setter 方法中从偏移量的位置开始赋值，在 getter 方法中从偏移量开始取值，为了能够读取正确字节数，系统对象偏移量的指针类型进行了类型强转。

5. @protocol 和 category 中如何使用 @property？

在 protocol 中使用 property 只会生成 setter 和 getter 方法声明，我们使用属性的目的，是希望遵守协议的对象能实现该属性。

category 使用 @property 也是只会生成 setter 和 getter 方法的声明，如果我们真的需要给 category 增加属性的实现，需要借助于运行时的两个函数：

objc_setAssociatedObject

objc_getAssociatedObject

6. @property中有哪些属性关键字？/ @property 后面可以有哪些修饰符？

属性可以拥有的特质分为四类:

1.原子性--- nonatomic 特质

在默认情况下，由编译器合成的方法会通过锁定机制确保其原子性(atomicity)。如果属性具备 nonatomic 特质，则不使用同步锁。请注意，尽管没有名为“atomic”的特质(如果某属性不具备 nonatomic 特质，那它就是“原子的” ( atomic) )，但是仍然可以在属性特质中写明这一点，编译器不会报错。若是自己定义存取方法，那么就应该遵从与属性特质相符的原子性。

2.读/写权限---readwrite(读写)、readonly (只读)

3.内存管理语义---assign、strong、 weak、unsafe_unretained、copy

4.方法名---getter=、setter=

getter=的样式：

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

setter=一般用在特殊的情境下，比如：

在数据反序列化、转模型的过程中，服务器返回的字段如果以 init 开头，所以你需要定义一个 init 开头的属性，但默认生成的 setter 与 getter 方法也会以 init 开头，而编译器会把所有以 init 开头的方法当成初始化方法，而初始化方法只能返回 self 类型，因此编译器会报错。

这时你就可以使用下面的方式来避免编译器报错：

@property(nonatomic, strong, getter=p_initBy, setter=setP_initBy:)NSString *initBy;

另外也可以用关键字进行特殊说明，来避免编译器报错：

@property(nonatomic, readwrite, copy, null_resettable) NSString *initBy;

- (NSString *)initBy __attribute__((objc_method_family(none)));

不常用的：non null，null_resettable，nullable

7. weak属性需要在dealloc中置nil么？

不需要。

在ARC环境无论是强指针还是弱指针都无需在 dealloc 设置为 nil ， ARC 会自动帮我们处理

我们模拟下 weak 的 setter 方法，应该如下：

- (void)setObject:(NSObject *)object{

objc_setAssociatedObject(self, "object", object, OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);

[object cyl_runAtDealloc:^{

_object = nil;

}];}

所以在属性所指的对象遭到摧毁时，属性值也会清空(nil out)。

8. @synthesize和@dynamic分别有什么作用？

1.@property有两个对应的词，一个是 @synthesize，一个是 @dynamic。如果 @synthesize和 @dynamic都没写，那么默认的就是@syntheszie var = _var;

@synthesize 的语义是如果你没有手动实现 setter 方法和 getter 方法，那么编译器会自动为你加上这两个方法。

@dynamic 告诉编译器：属性的 setter 与 getter 方法由用户自己实现，不自动生成。（当然对于 readonly 的属性只需提供 getter 即可）。假如一个属性被声明为 @dynamic var，然后你没有提供 @setter方法和 @getter 方法，编译的时候没问题，但是当程序运行到 instance.var = someVar，由于缺 setter 方法会导致程序崩溃；或者当运行到 someVar = var 时，由于缺 getter 方法同样会导致崩溃。编译时没问题，运行时才执行相应的方法，这就是所谓的动态绑定。

9. ARC下，不显式指定任何属性关键字时，默认的关键字都有哪些？

1.对应基本数据类型默认关键字是：

atomic , readwrite, assign

2.对于普通的 Objective-C 对象

atomic, readwrite, strong

10. 用@property声明的NSString（或NSArray，NSDictionary）经常使用copy关键字，为什么？如果改用strong关键字，可能造成什么问题？

1.因为父类指针可以指向子类对象，使用 copy 的目的是为了让本对象的属性不受外界影响，使用 copy 无论给我传入是一个可变对象还是不可对象，我本身持有的就是一个不可变的副本。

2.如果我们使用是 strong ，那么这个属性就有可能指向一个可变对象，如果这个可变对象在外部被修改了，那么会影响该属性。

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” (copy)。当属性类型为 NSString 时，经常用此特质来保护其封装性，因为传递给设置方法的新值有可能指向一个 NSMutableString 类的实例。这个类是 NSString 的子类，表示一种可修改其值的字符串，此时若是不拷贝字符串，那么设置完属性之后，字符串的值就可能会在对象不知情的情况下遭人更改。所以，这时就要拷贝一份“不可变” (immutable)的字符串，确保对象中的字符串值不会无意间变动。只要实现属性所用的对象是“可变的” (mutable)，就应该在设置新属性值时拷贝一份。

举例说明：

定义一个以 strong 修饰的 array：

@property (nonatomic ,readwrite, strong) NSArray *array;

然后进行下面的操作：

NSMutableArray *mutableArray = [[NSMutableArray alloc] init];

NSArray *array = @[ @1, @2, @3, @4 ];

self.array = mutableArray;

[mutableArray removeAllObjects];;

NSLog(@"%@",self.array);

[mutableArray addObjectsFromArray:array];

self.array = [mutableArray copy];

[mutableArray removeAllObjects];;

NSLog(@"%@",self.array);

打印结果如下所示：

2015-09-27 19:10:32.523 CYLArrayCopyDmo[10681:713670] (

)

2015-09-27 19:10:32.524 CYLArrayCopyDmo[10681:713670] (

1,

2,

3,

4

)

为了理解这种做法，首先要知道，两种情况：

1.对非集合类对象的 copy 与 mutableCopy 操作；

2.对集合类对象的 copy 与 mutableCopy 操作。

1. 对非集合类对象的copy操作：

在非集合类对象中：对 immutable 对象进行 copy 操作，是指针复制，mutableCopy 操作时内容复制；对 mutable 对象进行 copy 和 mutableCopy 都是内容复制。用代码简单表示如下：

1.[immutableObject copy] // 浅复制

2.[immutableObject mutableCopy] //深复制

3.[mutableObject copy] //深复制

4.[mutableObject mutableCopy] //深复制

比如以下代码：

NSMutableString *string = [NSMutableString stringWithString:@"origin"];//copy

NSString *stringCopy = [string copy];

查看内存，会发现 string、stringCopy 内存地址都不一样，说明此时都是做内容拷贝、深拷贝。即使你进行如下操作：

[string appendString:@"origion!"]

stringCopy 的值也不会因此改变，但是如果不使用 copy，stringCopy 的值就会被改变。集合类对象以此类推。所以，

用 @property 声明 NSString、NSArray、NSDictionary 经常使用 copy 关键字，是因为他们有对应的可变类型：NSMutableString、NSMutableArray、NSMutableDictionary，他们之间可能进行赋值操作，为确保对象中的字符串值不会无意间变动，应该在设置新属性值时拷贝一份。

2、集合类对象的copy与mutableCopy

集合类对象是指 NSArray、NSDictionary、NSSet ... 之类的对象。下面先看集合类immutable对象使用 copy 和 mutableCopy 的一个例子：

NSArray *array = @[@[@"a", @"b"], @[@"c", @"d"]];

NSArray *copyArray = [array copy];

NSMutableArray *mCopyArray = [array mutableCopy];

查看内容，可以看到 copyArray 和 array 的地址是一样的，而 mCopyArray 和 array 的地址是不同的。说明 copy 操作进行了指针拷贝，mutableCopy 进行了内容拷贝。但需要强调的是：此处的内容拷贝，仅仅是拷贝 array 这个对象，array 集合内部的元素仍然是指针拷贝。这和上面的非集合 immutable 对象的拷贝还是挺相似的，那么mutable对象的拷贝会不会类似呢？我们继续往下，看 mutable 对象拷贝的例子：

NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithObjects:[NSMutableString stringWithString:@"a"],@"b",@"c",nil];

NSArray *copyArray = [array copy];

NSMutableArray *mCopyArray = [array mutableCopy];

查看内存，如我们所料，copyArray、mCopyArray和 array 的内存地址都不一样，说明 copyArray、mCopyArray 都对 array 进行了内容拷贝。同样，我们可以得出结论：

在集合类对象中，对 immutable 对象进行 copy，是指针复制， mutableCopy 是内容复制；对 mutable 对象进行 copy 和 mutableCopy 都是内容复制。但是：集合对象的内容复制仅限于对象本身，对象元素仍然是指针复制。用代码简单表示如下：

[immutableObject copy] // 浅复制

[immutableObject mutableCopy] //单层深复制

[mutableObject copy] //单层深复制

[mutableObject mutableCopy] //单层深复制

参考链接：iOS集合的深复制和浅复制