__unsafe_unretained & __weak & __autoreleasing 都有什么区别

简介

__autoreleasing 是 ARC 下用于控制变量生命周期而引入的变量限定符，用__autoreleasing修饰的指针所指向的对象会被加入到autoreleasepool中去；
__unsafe_unretained 和 __weak一样表示的都是对对象的一种弱引用关系；
那么__unsafe_unretained 和 __weak两者的区别是什么呢？
(1) __weak指针指向的对象被释放后、指向该对象的__weak指针会被置为nil、所以并不会产生野指针;
(2) __unsafe_unretained指针指向的对象被释放后、指向该对象的__unsafe_unretained指针就变成了一个野指针、并不会被置为nil，如果此时仍通过__unsafe_unretained指针访问它所指向的对象的话、就会出现BAD_ACCESS的异常从而导致Crash的发生。

使用__weak有什么缺点呢？

使用__weak指针会对性能造成一定的影响，使用__weak指针时需要检查对象是否被释放、更新指针指向、创建对应的弱引用表等一系列操作(具体请参考objc_initWeak & objc_storeWeak)，如果一个对象有大量的__weak指针引用的时候，当对象被废弃时，就会去遍历weak表，把weak表里所有指向该对象的weak指针都置为nil，此时就会消耗一定的cpu资源(具体请参考objc_clear_deallocating)。

什么情形下需使用__unsafe_unretained呢？

当你明确对象的生命周期的时候，可以使用__unsafe_unretained来代替__weak，可以带来性能上的一些提升。
比如：A对象拥有B对象、并且A对象消亡时B对象也会跟着消亡、当B对象存在A对象肯定会存在的时候，如果B对象要调用A对象的api，此时就可以让B对象通过 __unsafe_unretained 来保持对A的引用关系。


我们用一些案例来分析一下他们在具体使用过程中的区别

{
    id __weak weakArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:0];
    NSLog(@"weakArray (1-0): %@",weakArray);
    [weakArray addObject:@"Avery"];
    NSLog(@"weakArray (1-1): %@",weakArray);

    id __unsafe_unretained unsaferetainedArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:0];
    NSLog(@"unsaferetainedArray (1-0): %@",unsaferetainedArray);
    [unsaferetainedArray addObject:@"Avery"];
    NSLog(@"unsaferetainedArray (1-1): %@",unsaferetainedArray);
}
AveryProject[24144:2755666] weakArray (1-0): (null)
AveryProject[24144:2755666] weakArray (1-1): (null)
AveryProject[24144:2755666] unsaferetainedArray (1-0): (
)
AveryProject[24144:2755666] unsaferetainedArray (1-1): (
    Avery
)

{
    id __weak weakArray = [[NSMutableArray alloc] init];
    NSLog(@"weakArray (2-0): %@",weakArray);
    [weakArray addObject:@"Avery"];
    NSLog(@"weakArray (2-1): %@",weakArray);

    id __unsafe_unretained unsaferetainedArray = [[NSMutableArray alloc] init];
    NSLog(@"unsaferetainedArray (2-0): %@",unsaferetainedArray);  // 访问野指针导致Crash
    [unsaferetainedArray addObject:@"Avery"];
    NSLog(@"unsaferetainedArray (2-1): %@",unsaferetainedArray);
}
AveryProject[24144:2755666] weakArray (2-0): (null)
AveryProject[24144:2755666] weakArray (2-1): (null)

下面来看下截屏(重点看下编译器警告):


编译器警告

为什么第一组代码没有出现警告？第二组的代码出现了两个警告？
我们用下面的代码来讲解：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    id __weak weakArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:0];
    id __unsafe_unretained unsaferetainedArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:0];
    NSLog(@"weakArray: %p", weakArray);
    NSLog(@"unsaferetainedArray: %p", unsaferetainedArray);
            
    extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);  // 打印注册到autoreleasePool中的对象
    _objc_autoreleasePoolPrint();
});
AveryProject[24351:2786932] weakArray: 0x0
AveryProject[24351:2786932] unsaferetainedArray: 0x6000000aee80
objc[24351]: ##############
objc[24351]: AUTORELEASE POOLS for thread 0x70000ae52000
objc[24351]: 2 releases pending.
objc[24351]: [0x7fd21c00d000]  ................  PAGE  (hot) (cold)
objc[24351]: [0x7fd21c00d038]  ################  POOL 0x7fd21c00d038
objc[24351]: [0x7fd21c00d040]    0x6000000aee80  __NSArrayM
objc[24351]: ##############

当用__weak修饰的指针直接指向新生成的对象时、对象在init之后就会被释放；
通过"arrayWithCapacity:"或者"arrayWithObjects:"方法生成的对象会被加入到autoreleasepool中去，所以不会出现警告；


案例一

array的作用域在大括号内，出了作用域后array就会被释放；
此时obj1就相当于野指针，访问野指针就会导致Crash~

id __unsafe_unretained uu_obj = nil;
{
    id array = [NSMutableArray array];
    NSLog(@"retainCount: %lu", CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(array)));  // retainCount: 1
    [array addObject:@"Avery"];
    uu_obj = array;
    NSLog(@"retainCount: %lu", CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(array)));  // retainCount: 1
}
NSLog(@"uu_obj = %@", uu_obj);


案例二

array是一个autorelease的对象、出了作用域之后array并不会马上被释放掉、下面的代码并不会引起Crash、但是这样用会很危险。

id __unsafe_unretained uu_obj = nil;
{
    id array = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"Avery",nil];
    NSLog(@"retainCount: %lu", CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(array)));  // retainCount: 2
    uu_obj = array;
    NSLog(@"retainCount: %lu", CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(array)));  // retainCount: 2
}
NSLog(@"uu_obj = %@", uu_obj);


案例三

array是一个autorelease的对象、出了@autoreleasepool的作用域之后就会被释放掉、此时obj1就变成了野指针，访问野指针就会导致Crash~。

id __unsafe_unretained uu_obj = nil;
@autoreleasepool {
    id array = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"Avery",nil];
    NSLog(@"retainCount: %lu", CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(array)));  // retainCount: 2
    uu_obj = array;
    NSLog(@"retainCount: %lu", CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(array)));  // retainCount: 2
}
NSLog(@"uu_obj = %@", uu_obj);


案例四

__autoreleasing的使用会使array加入到aotoreleasepool、出了作用域之后array并不会马上被释放掉、下面的代码并不会引起Crash、但是这样用会很危险。

id __unsafe_unretained uu_obj = nil;
{
    id __autoreleasing array = [[NSMutableArray alloc] init];
    NSLog(@"retainCount: %lu", CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(array)));  // retainCount: 1
    [array addObject:@"Avery"];
    uu_obj = array;
    NSLog(@"retainCount: %lu", CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(array)));  // retainCount: 1
}
NSLog(@"uu_obj = %@", uu_obj);


案例五

通过getArray方法生成的array会被加入到autoreleasepool、所以下面的代码并不会Crash~

id __unsafe_unretained uu_obj = nil;
{
    id array = [[self class] getArray];
    
    NSLog(@"retainCount: %lu", CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(array)));  // 2
    [array addObject:@"Avery"];
    uu_obj = array;
    NSLog(@"retainCount: %lu", CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(array)));  // 2
}
NSLog(@"uu_obj = %@", uu_obj);

+ (id)getArray {
    return [NSMutableArray array];
}


案例六

通过下面代码中的getArray方法生成的array并不会被加入到autoreleasepool中、所以执行下面的代码会导致Crash~

id __unsafe_unretained uu_obj = nil;
{
    id array = [[self class] getArray];
    
    NSLog(@"retainCount: %lu", CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(array)));  // 1
    [array addObject:@"Avery"];
    uu_obj = array;
    NSLog(@"retainCount: %lu", CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(array)));  // 1
}
NSLog(@"uu_obj = %@", uu_obj);

+ (id)getArray {
    NSMutableArray *mArray = [NSMutableArray array];
    return mArray;
}


案例七

通过下面代码中的copyObject方法生成的array也不会被加入到autoreleasepool中、执行下面的代码同样也会导致Crash~ （注意和案例五的区别）

id __unsafe_unretained uu_obj = nil;
{
    id array = [[self class] copyObject];
    
    NSLog(@"retainCount: %lu", CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(array)));  // 1
    [array addObject:@"Avery"];
    uu_obj = array;
    NSLog(@"retainCount: %lu", CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)(array)));  // 1
}
NSLog(@"uu_obj = %@", uu_obj);

+ (id)copyObject {
    return [NSMutableArray array];
}



怎么样？惊不惊喜。。。 意不意外。。。
为什么会是这样的呢？就不告诉你、就是这么豪横！

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