Property原理及源码分析

@property在写代码时太常见了,因为太常见而缺乏对property的思考,property到底有哪些作用,是如果实现的,一起来探究Property的底层原理。

讲述property的资料有很多,涉及到property默认会创建setter方法,getter方法,相对应的成员变量,atomic原子性安全,nonatomic非原子性不安全等一些技术点,但并没有提供实质性的证据来进行验证,大部分都是“口口相传”,并不是知其然而知其所以然,对property探究不够透彻。

思考如何来验证这些知识点,在验证的过程就是对技术思考,对自己的提升。

1、我们首先验证property的作用setter, getter,变量 和 默认配置 atomic, strong 。

2、通过源码分析atomic和nonatomic线程的安全性和不安全性。

3、通过分析总结:对property使用需要注意点,有可能会导致什么问题(提供Crash案例,分析Crash的根源)。

一、先验证 setter,getter方法:

先上Person类代码:

调试代码,注意断点:

在断点处,选择用汇编代码查看(汇编可以滤过,理解里面的逻辑就可以了,汇编知识想深入可以单独去了解):

从汇编代码中可以了解到person.defaultObj= [[NSObjectalloc]init]; 这句代码调用了 setDefaultObj:这个方法,但是Person的@implementation实现里面并没有申明setter方法,如图:

setDefaultObj:方法是由编译后产生的,是编译器通过property属性生成对应的方法。(扩展,观察汇编代码,发现在编译的时还生成了内存业务相关的代码,如:objc_release,objc_storeStrong,不需要我们手动去处理内存了,【MRC时代需要自己管理内存的】)。

通过同样的方式,可以看到生成了getter方法。

二、atomic线程的安全与nonatomic的不安全验证

验证码atomic和nonatomic需要了解setDefaultObj:方法的实现逻辑,由于setDefaultObj:方法是系统生成的,需要打信号断点来了解,如图:

看到setDefaultObj:的逻辑是调用了objc_setProperty_atomic方法,可以通过Objc源码查看到objc_setProperty_atomic的实现,是开源的。

汇编代码第10行代码Person._defaultObj,系统默认给Person生成了带下滑线的成员变量_defaultObj。

objc_setProperty_atomic的源码实现,如图:

从代码中可以看出,atomic对应的逻辑使用到了spinlock_t 自旋锁,属性在赋值的时候,添加了spinlock_t锁操作,做了线程安全处理。(扩展:了解OC对象的内存结构,id*slot = (id*) ((char*)self+ offset); 这句代码就能很快理解)。

三、小结:


以上代码,通过断点,从OC代码开始,到汇编代码,再到Objc源码(C和C++)的方式,从OC到底层逐步了解到@property NSObject *defaultObj 的属实现原理。

通过汇编语言看到了setter,getter(以上同样的方式来验证即可,通过断点看汇编,能看到getter方法), 成员变量。

通过汇编语言结合Objc源码,看到了atomic的实现逻辑,对属性赋值的时候进行了加锁操作 和 对新的对象执行了objc_retain,对引用计数+1。

按到以上相同的步骤,从汇编到Objc源码,对属性nonatomic,weak,等属性进行探究,会发现不一样的知识点哦(涉及到自动释放池的关联),授人以鱼不如授人以渔,

四、Crash案例

代码会偶然性的crash,分析为什么crash

从Property原理上进行分析,person.nonatomicObj= [[NSObjectalloc]init]; 赋值存在一定的不安全性,有时会直接报内存错误,通过源码可以了解到属性赋值会对旧的值进行release操作,新的值进行retain操作,那么多个线程同时处理的时候会对旧的值有可能进行多次释放,导致内存错误。

解决这个问题,可以把属性改成atomic原子性,或者person.nonatomicObj= [[NSObjectalloc]init];在这句代码前后自己加锁,来保护线程数据安全。

五、思考:

在工作中经常有这种现象,调试时没问题,上线就会有问题,这些都是属于偶然性的bug,需要解决这些bug,我们需要了解更多的底层知识,才能更准确的捕获到问题根源,从根本上进行解决。从上面的案例中可以分析出,在用户量少的情况下bug可能不会出现,但当用户量达到一定级别,那么这个偶然性bug就会必现的,只是bug会出现在不同的用户身上,所以写代码需谨慎,随时都有可能写出bug而不自知。

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