1、weak原理概括
weak是弱引用，用weak描述修饰或者所引用对象的计数器不会加一，并且会在引用的对象被释放的时候自动被设置为nil，大大避免了野指针访问坏内存引起的崩溃情况。
weak表明该属性定义了一种“非拥有关系”，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。
问题：
runtime如何实现weak变量的自动置nil?
解答：
runtime将weak对象放入一个hash表中，key是所指对象的指针，value是weak指针的地址数组（可能存在多个对象引用）；
当对象的引用计数为0时会dealloc，假如weak指向的对象内存地址为a，那么就会以a为键在这个weak表中搜索，找到所有以a为键的weak对象，从而设置为nil。
2、weak原理实现步骤
weak的实现原理可概括为三步：
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函数首先会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。
3、源码分析
step1: 可以通过打断点查看汇编的方式查看weak源码
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
id __weak obj1 = obj;
step2: 可以在objc源码中找到objc_initWeak函数
id
objc_initWeak(id *location, id newObj)
{
if (!newObj) {
*location = nil;
return nil;
}
return storeWeak<DontHaveOld, DoHaveNew, DoCrashIfDeallocating>
(location, (objc_object*)newObj);
}
这里先判断对象是否有效，无效直接释放返回；否则通过storeWeak函数注册一个指向为value的__weak对象
step3: storeWeak函数
static id
storeWeak(id *location, objc_object *newObj)
{
ASSERT(haveOld || haveNew);
if (!haveNew) ASSERT(newObj == nil);
Class previouslyInitializedClass = nil;
id oldObj;
//声明新旧两个SideTable
SideTable *oldTable;
SideTable *newTable;
// Acquire locks for old and new values.
// Order by lock address to prevent lock ordering problems.
// Retry if the old value changes underneath us.
//根据新值和旧值分别获取全局的SideTables表，分别赋值给oldTable，newTable
retry:
if (haveOld) {
oldObj = *location;
oldTable = &SideTables()[oldObj];
} else {
oldTable = nil;
}
if (haveNew) {
newTable = &SideTables()[newObj];
} else {
newTable = nil;
}
SideTable::lockTwo<haveOld, haveNew>(oldTable, newTable);
if (haveOld && *location != oldObj) {
SideTable::unlockTwo<haveOld, haveNew>(oldTable, newTable);
goto retry;
}
// Prevent a deadlock between the weak reference machinery
// and the +initialize machinery by ensuring that no
// weakly-referenced object has an un-+initialized isa.
if (haveNew && newObj) {
Class cls = newObj->getIsa();
if (cls != previouslyInitializedClass &&
!((objc_class *)cls)->isInitialized())
{
SideTable::unlockTwo<haveOld, haveNew>(oldTable, newTable);
class_initialize(cls, (id)newObj);
// If this class is finished with +initialize then we're good.
// If this class is still running +initialize on this thread
// (i.e. +initialize called storeWeak on an instance of itself)
// then we may proceed but it will appear initializing and
// not yet initialized to the check above.
// Instead set previouslyInitializedClass to recognize it on retry.
previouslyInitializedClass = cls;
goto retry;
}
}
//清空旧值
// Clean up old value, if any.
if (haveOld) {
weak_unregister_no_lock(&oldTable->weak_table, oldObj, location);
}
// Assign new value, if any.
if (haveNew) {
newObj = (objc_object *)
weak_register_no_lock(&newTable->weak_table, (id)newObj, location,
crashIfDeallocating);
// weak_register_no_lock returns nil if weak store should be rejected
// Set is-weakly-referenced bit in refcount table.
if (newObj && !newObj->isTaggedPointer()) {
newObj->setWeaklyReferenced_nolock();
}
// Do not set *location anywhere else. That would introduce a race.
*location = (id)newObj;
}
else {
// No new value. The storage is not changed.
}
SideTable::unlockTwo<haveOld, haveNew>(oldTable, newTable);
return (id)newObj;
}
* 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 中解除 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 函数把新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
step4: weak释放为nil过程
weak被释放为nil，需要对对象整个释放过程了解，如下是对象释放的整体流程：
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。
对象准备释放时，调用clearDeallocating函数。clearDeallocating函数首先根据对象地址(key)获取所有weak指针地址的数组(value)，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。
