• 【iOS开发】——weak底层原理

    【iOS开发】——weak底层原理

    复习retain

    先看一下retain源码的流程图
    在这里插入图片描述
    我们根据图来看一下retain的步骤：

    1. 第1步：若对象为TaggedPointer小对象，无需进行内存管理，直接返回；
    2. 第2步：若对象的isa没有经过优化，即!newisa.nonpointer成立，由于tryRetain=false，直接进入sidetable_retain方法，此方法本质是直接操作散列表，最后让目标对象的引用计数+1；
    3. 第3步：判断对象是否正在释放，若正在正在释放，则执行dealloc流程，释放弱引用表和引用计数表；
    4. 第4步：若对象的isa经过了优化，则执行newisa.bits = addc(newisa.bits, RC_ONE, 0, &carry)，即isa的位域extra_rc+1，且通过变量carry来判断位域extra_rc是否已满，如果位域extra_rc已满则执行newisa.extra_rc = RC_HALF，即将extra_rc满状态的一半拿出来存到extra_rc位域中，然后将另一半存储到散列表中，执行sidetable_addExtraRC_nolock(RC_HALF)函数；

    复习release

    同样我们先看一下release的流程图
    在这里插入图片描述

    1. 第1步：若对象为TaggedPointer小对象，不需要做内存管理操作，直接返回；
    2. 第2步：若对象的isa没有经过优化，即!newisa.nonpointer成立，直接进入sidetable_release方法，此方法本质是直接操作散列表，最后让目标对象的引用计数-1；
    3. 第3步：判断是引用计数是否为0，如果是0则执行dealloc流程
    4. 第4步：若对象的isa经过优化，则执行newisa.bits = subc(newisa.bits, RC_ONE, 0, &carry)，即对象的isa位域extra_rc-1；且通过变量carry标识对象的isa的extra_rc是否为0， 如果对象的isa的extra_rc=0，则去访问散列表，判断对象在散列表中是否存在引用计数；
    5. 第五步：如果sidetable的引用计数为0，对象进行dealloc流程

    weak

    SideTable

    我们先来学习一下SideTable因为后面会遇到：

    SideTable 这个结构体，前辈给它总结了一个很形象的名字叫引用计数和弱引用依赖表，因为它主要用于管理对象的引用计数和 weak 表。在 NSObject.mm 中声明其数据结构：

    struct SideTable {
// 保证原子操作的自旋锁
    spinlock_t slock;
    // 引用计数的 hash 表
    RefcountMap refcnts;
    // weak 引用全局 hash 表
    weak_table_t weak_table;
}

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    • slock是为了防止竞争选择的自旋锁
    • refcnts 是协助对象的 isa 指针的 extra_rc 共同引用计数的变量（对于对象结果，在后文提到）

    至于最后一个weak_table_t我们来着重看一下：

    weak表

    weak表是一个弱引用表，实现为一个weak_table_t结构体，存储了某个对象相关的的所有的弱引用信息。其定义如下(具体定义在objc-weak.h中), 注意看系统的注释：

    /**
   全局的弱引用表, 保存object作为key, weak_entry_t作为value
 * The global weak references table. Stores object ids as keys,
 * and weak_entry_t structs as their values.
 */
struct weak_table_t {
    // 保存了所有指向特地对象的 weak指针集合
    weak_entry_t *weak_entries;
    // weak_table_t中有多少个weak_entry_t
    size_t    num_entries;
    // weak_entry_t数组的count
    uintptr_t mask;
    // hash key 最大偏移值, 
    // 采用了开放定制法解决hash冲突,超过max_hash_displacement说明weak_table_t中不存在要找的weak_entry_t
    uintptr_t max_hash_displacement;
};

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    这是一个全局弱引用hash表。使用不定类型对象的地址作为 key ，用 weak_entry_t 类型结构体对象作为 value 。其中的 weak_entries 成员，从字面意思上看，即为弱引用表入口，也就是weak指针集合的大门口。

    中weak_entry_t是存储在弱引用表中的一个内部结构体，它负责维护和存储指向一个特定对象的所有弱引用集合。其定义如下：

    typedef objc_object ** weak_referrer_t;
struct weak_entry_t {
    // 所有weak指针指向的特定对象
    DisguisedPtrobjc_object> referent;
    // 共用体,保存weak指针的集合, 
    // 小于等于4个时为数组(下面的结构体), 超过4个时为hash表(上面的结构体)
    union {
        struct {
            weak_referrer_t *referrers;
            uintptr_t        out_of_line : 1;
            uintptr_t        num_refs : PTR_MINUS_1;
            uintptr_t        mask;
            uintptr_t        max_hash_displacement;
        };
        struct {
            // out_of_line=0 is LSB of one of these (don't care which)
            weak_referrer_t  inline_referrers[WEAK_INLINE_COUNT];
        };
    }
}

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    在 weak_entry_t 的结构中，DisguisedPtr referent 是对泛型对象的指针做了一个封装，通过这个泛型类来解决内存泄漏的问题。而且weak_entry_t和weak_table_t内部都有一个hash表, 而且都是采用开放定值法解决的hash冲突, 从注释中写 out_of_line 成员为最低有效位，当其为1的时候， weak_referrer_t 成员将扩展为hash table。其中的 weak_referrer_t 是一个数组的别名。
    那么在有效位生效的时候，out_of_line 、 num_refs、 mask 、 max_hash_displacement 有什么作用?

    • out_of_line：标志位。标志着weak_entry_t中是用数组保存还是hash表保存weak指针。
    • num_refs：引用数值。这里记录weak_entry_t表中weak指针的数量,
    • mask：weak_entry_t->referrers数组的count,
    • max_hash_displacement：hash key 最大偏移值, 采用了开放定制法解决hash冲突,超过max_hash_displacement说明weak_entry_t中不存在要找的weak_entry_t。

    其中 out_of_line 的值通常情况下是等于零的，所以弱引用表总是一个 objc_objective 指针数组，当超过4时, 会变成hash表。

    总结一下 StripedMap[] ： StripedMap 是一个模板类，在这个类中有一个 array 成员，用来存储 PaddedT 对象，并且其中对于 [] 符的重载定义中，会返回这个 PaddedT 的 value 成员，这个 value 就是我们传入的 T 泛型成员，也就是 SideTable 对象。 在 array 的下标中，这里使用了 indexForPointer 方法通过位运算计算下标，实现了静态的 Hash Table。而在 weak_table 中，其成员 weak_entry 会将传入对象的地址加以封装起来，并且其中也有访问全局弱引用表的入口。

    在这里插入图片描述

    weak的简述

    weak表其实是一个hash表，Key是所指对象的地址，Value是weak指针的地址数组，weak是弱引用，所引用对象的计数器不会+1,并在引用对象被释放的时候自动被设置为nil。通常用于解决循环引用问题。

    weak的实现步骤

    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。

    weak几个重要的实现函数

    先写一个简单的例子：

    int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        NSObject *p = [[NSObject alloc] init];
        __weak NSObject *p1 = p;
    }
    return 0;
}

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    objc_initWeak 函数

    初始化开始时，会调用 objc_initWeak 函数，初始化新的 weak 指针指向对象的地址。当我们初始化 weak 变量时，runtime 会调用 NSObject.mm 中的 objc_initWeak，而 objc_initWeak 函数里面的实现如下：

    id objc_initWeak(id *location, id newObj) {
// 查看对象实例是否有效,无效对象直接导致指针释放
    if (!newObj) {
        *location = nil;
        return nil;
    }
    // 这里传递了三个 Bool 数值
    // 使用 template 进行常量参数传递是为了优化性能
    return storeWeakfalse/*old*/, true/*new*/, true/*crash*/>
    (location, (objc_object*)newObj);
}

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    然后我们看一下objc_initWeak（）传入的两个参数代表什么：

    • location:__weak指针的地址，存储指针的地址，这样便可以在最后将其指向的对象置为nil。
    • newObj:所引用的对象。即例子中的p。

    通过上面代码可以看出，objc_initWeak（）函数首先判断指针指向的类对象是否有效，无效直接返回；否则通过 storeWeak（） 被注册为一个指向 value 的 _weak 对象

    objc_initWeak 函数里面会调用 objc_storeWeak() 函数，objc_storeWeak() 函数的作用是用来更新指针的指向，创建弱引用表。

    objc_initWeak函数有一个前提条件：就是object必须是一个没有被注册为__weak对象的有效指针。而value则可以是nil，或者指向一个有效的对象。

    objc_storeWeak()

    // HaveOld:	 true - 变量有值
// 			false - 需要被及时清理，当前值可能为 nil
// HaveNew:	 true - 需要被分配的新值，当前值可能为 nil
// 			false - 不需要分配新值
// CrashIfDeallocating: true - 说明 newObj 已经释放或者 newObj 不支持弱引用，该过程需要暂停
// 			false - 用 nil 替代存储
template bool HaveOld, bool HaveNew, bool CrashIfDeallocating>
static id storeWeak(id *location, objc_object *newObj) {
	// 该过程用来更新弱引用指针的指向
	// 初始化 previouslyInitializedClass 指针
    Class previouslyInitializedClass = nil;
    id oldObj;
    // 声明两个 SideTable
    // ① 新旧散列创建
    SideTable *oldTable;
    SideTable *newTable;
	// 获得新值和旧值的锁存位置（用地址作为唯一标示）
	// 通过地址来建立索引标志，防止桶重复
	// 下面指向的操作会改变旧值
  retry:
    if (HaveOld) {
    	// 更改指针，获得以 oldObj 为索引所存储的值地址
        oldObj = *location;
        oldTable = &SideTables()[oldObj];
    } else {
        oldTable = nil;
    }
    if (HaveNew) {
    	// 更改新值指针，获得以 newObj 为索引所存储的值地址
        newTable = &SideTables()[newObj];
    } else {
        newTable = nil;
    }
	// 加锁操作，防止多线程中竞争冲突
    SideTable::lockTwoHaveOld, HaveNew>(oldTable, newTable);
	// 避免线程冲突重处理
	// location 应该与 oldObj 保持一致，如果不同，说明当前的 location 已经处理过 oldObj 可是又被其他线程所修改
    if (HaveOld  &&  *location != oldObj) {
        SideTable::unlockTwoHaveOld, HaveNew>(oldTable, newTable);
        goto retry;
    }
    // 防止弱引用间死锁
    // 并且通过 +initialize 初始化构造器保证所有弱引用的 isa 非空指向
    if (HaveNew  &&  newObj) {
    	// 获得新对象的 isa 指针
        Class cls = newObj->getIsa();
        // 判断 isa 非空且已经初始化
        if (cls != previouslyInitializedClass  &&  
            !((objc_class *)cls)->isInitialized()) {
        	// 解锁
            SideTable::unlockTwoHaveOld, HaveNew>(oldTable, newTable);
            // 对其 isa 指针进行初始化
            _class_initialize(_class_getNonMetaClass(cls, (id)newObj));
            // 如果该类已经完成执行 +initialize 方法是最理想情况
            // 如果该类 +initialize 在线程中 
            // 例如 +initialize 正在调用 storeWeak 方法
            // 需要手动对其增加保护策略，并设置 previouslyInitializedClass 指针进行标记
            previouslyInitializedClass = cls;
			// 重新尝试
            goto retry;
        }
    }
    // ② 清除旧值
    if (HaveOld) {
        weak_unregister_no_lock(&oldTable->weak_table, oldObj, location);
    }
    // ③ 分配新值
    if (HaveNew) {
        newObj = (objc_object *)weak_register_no_lock(&newTable->weak_table, 
                                                      (id)newObj, location, 
                                                      CrashIfDeallocating);
        // 如果弱引用被释放 weak_register_no_lock 方法返回 nil 
        // 在引用计数表中设置若引用标记位
        if (newObj  &&  !newObj->isTaggedPointer()) {
        	// 弱引用位初始化操作
			// 引用计数那张散列表的weak引用对象的引用计数中标识为weak引用
            newObj->setWeaklyReferenced_nolock();
        }
        // 之前不要设置 location 对象，这里需要更改指针指向
        *location = (id)newObj;
    }
    else {
        // 没有新值，则无需更改
    }
    SideTable::unlockTwoHaveOld, HaveNew>(oldTable, newTable);
    return (id)newObj;
}



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    iOS runtime底层框架原码
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    源码太长了，但是其实不难理解，

    • storeWeak方法实际上是接收了5个参数，分别是haveOld、haveNew和crashIfDeallocating，这三个参数都是以模板的方式传入的，是三个bool类型的参数。分别表示weak指针之前是否指向了一个弱引用，weak指针是否需要指向一个新的引用，若果被弱引用的对象正在析构，此时再弱引用该对象是否应该crash。
    • 该方法维护了oldTable和newTable分别表示旧的引用弱表和新的弱引用表，它们都是SideTable的hash表。
    • 如果weak指针之前指向了一个弱引用，则会调用weak_unregister_no_lock方法将旧的weak指针地址移除。
    • 如果weak指针需要指向一个新的引用，则会调用weak_register_no_lock方法将新的weak指针地址添加到弱引用表中。
    • 调用setWeaklyReferenced_nolock方法修改weak新引用的对象的bit标志位

    所以我们很容易就知道了这个方法重点也就是weak_unregister_no_lock和weak_register_no_lock这两个方法：

    weak_register_no_lock方法添加弱引用

    id
weak_register_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id,
                      id *referrer_id, bool crashIfDeallocating)
{
    objc_object *referent = (objc_object *)referent_id;
    objc_object **referrer = (objc_object **)referrer_id;
 
    // 如果referent为nil 或 referent 采用了TaggedPointer计数方式，直接返回，不做任何操作
    if (!referent  ||  referent->isTaggedPointer()) return referent_id;
 
    // 确保被引用的对象可用（没有在析构，同时应该支持weak引用）
    bool deallocating;
    if (!referent->ISA()->hasCustomRR()) {
        deallocating = referent->rootIsDeallocating();
    }
    else {
        BOOL (*allowsWeakReference)(objc_object *, SEL) =
            (BOOL(*)(objc_object *, SEL))
            object_getMethodImplementation((id)referent,
                                           SEL_allowsWeakReference);
        if ((IMP)allowsWeakReference == _objc_msgForward) {
            return nil;
        }
        deallocating =
            ! (*allowsWeakReference)(referent, SEL_allowsWeakReference);
    }
    // 正在析构的对象，不能够被弱引用
    if (deallocating) {
        if (crashIfDeallocating) {
            _objc_fatal("Cannot form weak reference to instance (%p) of "
                        "class %s. It is possible that this object was "
                        "over-released, or is in the process of deallocation.",
                        (void*)referent, object_getClassName((id)referent));
        } else {
            return nil;
        }
    }
 
    // now remember it and where it is being stored
    // 在 weak_table中找到referent对应的weak_entry,并将referrer加入到weak_entry中
    weak_entry_t *entry;
    if ((entry = weak_entry_for_referent(weak_table, referent))) { // 如果能找到weak_entry,则讲referrer插入到weak_entry中
        append_referrer(entry, referrer);     // 将referrer插入到weak_entry_t的引用数组中
    }
    else { // 如果找不到，就新建一个
        weak_entry_t new_entry(referent, referrer);
        weak_grow_maybe(weak_table);
        weak_entry_insert(weak_table, &new_entry);
    }
 
    // Do not set *referrer. objc_storeWeak() requires that the
    // value not change.
 
    return referent_id;
}

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    传入函数的四个参数分别代表什么：

    - weak_table：weak_table_t结构类型的全局的弱引用表。

    • referent_id：weak指针。
    • *referrer_id：weak指针地址。
    • crashIfDeallocating ：若果被弱引用的对象正在析构，此时再弱引用该对象是否应该crash。

    那么这个方法主要做了哪些工作呢：

    • 如果referent为nil 或 referent 采用了TaggedPointer计数方式，直接返回，不做任何操作。
    • 如果对象正在析构，则抛出异常。
    • 如果对象不能被weak引用，直接返回nil。
    • 如果对象没有再析构且可以被weak引用，则调用weak_entry_for_referent方法根据弱引用对象的地址从弱引用表中找到对应的weak_entry，如果能够找到则调用append_referrer方法向其中插入weak指针地址。否则新建一个weak_entry。
      在这里插入图片描述

    weak_entry_for_referent取元素

    static weak_entry_t *
weak_entry_for_referent(weak_table_t *weak_table, objc_object *referent)
{
    assert(referent);
 
    weak_entry_t *weak_entries = weak_table->weak_entries;
 
    if (!weak_entries) return nil;
 
    size_t begin = hash_pointer(referent) & weak_table->mask;  // 这里通过 & weak_table->mask的位操作，来确保index不会越界
    size_t index = begin;
    size_t hash_displacement = 0;
    while (weak_table->weak_entries[index].referent != referent) {
        index = (index+1) & weak_table->mask;
        if (index == begin) bad_weak_table(weak_table->weak_entries); // 触发bad weak table crash
        hash_displacement++;
        if (hash_displacement > weak_table->max_hash_displacement) { // 当hash冲突超过了可能的max hash 冲突时，说明元素没有在hash表中，返回nil
            return nil;
        }
    }
 
    return &weak_table->weak_entries[index];
}

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    append_referrer添加元素

    static void append_referrer(weak_entry_t *entry, objc_object **new_referrer)
{
    if (! entry->out_of_line()) { // 如果weak_entry 尚未使用动态数组，走这里
        // Try to insert inline.
        for (size_t i = 0; i < WEAK_INLINE_COUNT; i++) {
            if (entry->inline_referrers[i] == nil) {
                entry->inline_referrers[i] = new_referrer;
                return;
            }
        }
 
        // 如果inline_referrers的位置已经存满了，则要转型为referrers，做动态数组。
        // Couldn't insert inline. Allocate out of line.
        weak_referrer_t *new_referrers = (weak_referrer_t *)
            calloc(WEAK_INLINE_COUNT, sizeof(weak_referrer_t));
        // This constructed table is invalid, but grow_refs_and_insert
        // will fix it and rehash it.
        for (size_t i = 0; i < WEAK_INLINE_COUNT; i++) {
            new_referrers[i] = entry->inline_referrers[I];
        }
        entry->referrers = new_referrers;
        entry->num_refs = WEAK_INLINE_COUNT;
        entry->out_of_line_ness = REFERRERS_OUT_OF_LINE;
        entry->mask = WEAK_INLINE_COUNT-1;
        entry->max_hash_displacement = 0;
    }
 
    // 对于动态数组的附加处理：
    assert(entry->out_of_line()); // 断言：此时一定使用的动态数组
 
    if (entry->num_refs >= TABLE_SIZE(entry) * 3/4) { // 如果动态数组中元素个数大于或等于数组位置总空间的3/4，则扩展数组空间为当前长度的一倍
        return grow_refs_and_insert(entry, new_referrer); // 扩容，并插入
    }
 
    // 如果不需要扩容，直接插入到weak_entry中
    // 注意，weak_entry是一个哈希表，key：w_hash_pointer(new_referrer) value: new_referrer
 
    // 细心的人可能注意到了，这里weak_entry_t 的hash算法和 weak_table_t的hash算法是一样的，同时扩容/减容的算法也是一样的
    size_t begin = w_hash_pointer(new_referrer) & (entry->mask); // '& (entry->mask)' 确保了 begin的位置只能大于或等于 数组的长度
    size_t index = begin;  // 初始的hash index
    size_t hash_displacement = 0;  // 用于记录hash冲突的次数，也就是hash再位移的次数
    while (entry->referrers[index] != nil) {
        hash_displacement++;
        index = (index+1) & entry->mask;  // index + 1, 移到下一个位置，再试一次能否插入。（这里要考虑到entry->mask取值，一定是：0x111, 0x1111, 0x11111, ... ，因为数组每次都是*2增长，即8， 16， 32，对应动态数组空间长度-1的mask，也就是前面的取值。）
        if (index == begin) bad_weak_table(entry); // index == begin 意味着数组绕了一圈都没有找到合适位置，这时候一定是出了什么问题。
    }
    if (hash_displacement > entry->max_hash_displacement) { // 记录最大的hash冲突次数, max_hash_displacement意味着: 我们尝试至多max_hash_displacement次，肯定能够找到object对应的hash位置
        entry->max_hash_displacement = hash_displacement;
    }
    // 将ref存入hash数组，同时，更新元素个数num_refs
    weak_referrer_t &ref = entry->referrers[index];
    ref = new_referrer;
    entry->num_refs++;
}

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    weak_unregister_no_lock移除引用

    如果weak指针之前指向了一个弱引用，则会调用weak_unregister_no_lock方法将旧的weak指针地址移除。

    void
weak_unregister_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id,
                        id *referrer_id)
{
    objc_object *referent = (objc_object *)referent_id;
    objc_object **referrer = (objc_object **)referrer_id;
 
    weak_entry_t *entry;
 
    if (!referent) return;
 
    if ((entry = weak_entry_for_referent(weak_table, referent))) { // 查找到referent所对应的weak_entry_t
        remove_referrer(entry, referrer);  // 在referent所对应的weak_entry_t的hash数组中，移除referrer
 
        // 移除元素之后， 要检查一下weak_entry_t的hash数组是否已经空了
        bool empty = true;
        if (entry->out_of_line()  &&  entry->num_refs != 0) {
            empty = false;
        }
        else {
            for (size_t i = 0; i < WEAK_INLINE_COUNT; i++) {
                if (entry->inline_referrers[i]) {
                    empty = false;
                    break;
                }
            }
        }
 
        if (empty) { // 如果weak_entry_t的hash数组已经空了，则需要将weak_entry_t从weak_table中移除
            weak_entry_remove(weak_table, entry);
        }
    }

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    那么这个函数都做了什么事情呢：

    • 首先，它会在weak_table中找出referent对应的weak_entry_t
    • 在weak_entry_t中移除referrer
    • 移除元素后，判断此时weak_entry_t中是否还有元素 （empty==true？）
    • 如果此时weak_entry_t已经没有元素了，则需要将weak_entry_t从weak_table中移除
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    weak在释放时底层都做了哪些事情

    iOS进阶 - Block底层原理
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    我们学习了weak在初始化以及添加引用时都做了哪些事情，所以就剩最后一步了也就是释放：释放时，调用clearDeallocating函数。clearDeallocating函数首先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。

    dealloc方法

    当对象的引用计数为0时，底层会调用_objc_rootDealloc方法对对象进行释放，而在_objc_rootDealloc方法里面会调用rootDealloc方法。如下是rootDealloc方法的代码实现:

    inline void
objc_object::rootDealloc()
{
    if (isTaggedPointer()) return;  // fixme necessary?
 
    if (fastpath(isa.nonpointer  &&
                 !isa.weakly_referenced  &&
                 !isa.has_assoc  &&
                 !isa.has_cxx_dtor  &&
                 !isa.has_sidetable_rc))
    {
        assert(!sidetable_present());
        free(this);
    }
    else {
        object_dispose((id)this);
    }
}

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    • 首先判断对象是否是Tagged Pointer，如果是则直接返回。
    • 如果对象是采用了优化的isa计数方式，且同时满足对象没有被weak引用!isa.weakly_referenced、没有关联对象!isa.has_assoc、没有自定义的C++析构方法!isa.has_cxx_dtor、没有用到SideTable来引用计数!isa.has_sidetable_rc则直接快速释放。
    • 如果不能满足上一条件，则会调用object_dispose方法。

    object_dispose
    object_dispose方法很简单，主要是内部调用了objc_destructInstance方法。

    void *objc_destructInstance(id obj) 
{
    if (obj) {
        // Read all of the flags at once for performance.
        bool cxx = obj->hasCxxDtor();
        bool assoc = obj->hasAssociatedObjects();
 
        // This order is important.
        if (cxx) object_cxxDestruct(obj);
        if (assoc) _object_remove_assocations(obj);
        obj->clearDeallocating();
    }
 
    return obj;
}

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    上面这一段代码很清晰，如果有自定义的C++析构方法，则调用C++析构函数。如果有关联对象，则移除关联对象并将其自身从Association Manager的map中移除。调用clearDeallocating方法清除对象的相关引用。

    clearDeallocating

    inline void 
objc_object::clearDeallocating()
{
    if (slowpath(!isa.nonpointer)) {
        // Slow path for raw pointer isa.
        sidetable_clearDeallocating();
    }
    else if (slowpath(isa.weakly_referenced  ||  isa.has_sidetable_rc)) {
        // Slow path for non-pointer isa with weak refs and/or side table data.
        clearDeallocating_slow();
    }
 
    assert(!sidetable_present());
}

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    clearDeallocating中有两个分支，先判断对象是否采用了优化isa引用计数，如果没有的话则需要清理对象存储在SideTable中的引用计数数据。如果对象采用了优化isa引用计数，则判断是都有使用SideTable的辅助引用计数(isa.has_sidetable_rc)或者有weak引用(isa.weakly_referenced)，符合这两种情况中一种的，调用clearDeallocating_slow方法。

    clearDeallocating_slow

    NEVER_INLINE void
objc_object::clearDeallocating_slow()
{
    assert(isa.nonpointer  &&  (isa.weakly_referenced || isa.has_sidetable_rc));
 
    SideTable& table = SideTables()[this]; // 在全局的SideTables中，以this指针为key，找到对应的SideTable
    table.lock();
    if (isa.weakly_referenced) { // 如果obj被弱引用
        weak_clear_no_lock(&table.weak_table, (id)this); // 在SideTable的weak_table中对this进行清理工作
    }
    if (isa.has_sidetable_rc) { // 如果采用了SideTable做引用计数
        table.refcnts.erase(this); // 在SideTable的引用计数中移除this
    }
    table.unlock();
}

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    在这里我们关心的是weak_clear_no_lock方法。这里调用了weak_clear_no_lock来做weak_table的清理工作。

    weak_clear_no_lock

    void 
weak_clear_no_lock(weak_table_t *weak_table, id referent_id) 
{
    objc_object *referent = (objc_object *)referent_id;
 
    weak_entry_t *entry = weak_entry_for_referent(weak_table, referent); // 找到referent在weak_table中对应的weak_entry_t
    if (entry == nil) {
        /// XXX shouldn't happen, but does with mismatched CF/objc
        //printf("XXX no entry for clear deallocating %p\n", referent);
        return;
    }
 
    // zero out references
    weak_referrer_t *referrers;
    size_t count;
 
    // 找出weak引用referent的weak 指针地址数组以及数组长度
    if (entry->out_of_line()) {
        referrers = entry->referrers;
        count = TABLE_SIZE(entry);
    }
    else {
        referrers = entry->inline_referrers;
        count = WEAK_INLINE_COUNT;
    }
 
    for (size_t i = 0; i < count; ++i) {
        objc_object **referrer = referrers[i]; // 取出每个weak ptr的地址
        if (referrer) {
            if (*referrer == referent) { // 如果weak ptr确实weak引用了referent，则将weak ptr设置为nil，这也就是为什么weak 指针会自动设置为nil的原因
                *referrer = nil;
            }
            else if (*referrer) { // 如果所存储的weak ptr没有weak 引用referent，这可能是由于runtime代码的逻辑错误引起的，报错
                _objc_inform("__weak variable at %p holds %p instead of %p. "
                             "This is probably incorrect use of "
                             "objc_storeWeak() and objc_loadWeak(). "
                             "Break on objc_weak_error to debug.\n",
                             referrer, (void*)*referrer, (void*)referent);
                objc_weak_error();
            }
        }
    }
 
    weak_entry_remove(weak_table, entry); // 由于referent要被释放了，因此referent的weak_entry_t也要移除出weak_table
}


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    当weak引用指向的对象被释放时，又是如何去处理weak指针的呢？

    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

    总结

    1. weak的原理在于底层维护了一张weak_table_t结构的hash表，key是所指对象的地址，value是weak指针的地址数组。
    2. weak 关键字的作用是弱引用，所引用对象的计数器不会加1，并在引用对象被释放的时候自动被设置为 nil。
    3. 对象释放时，调用clearDeallocating函数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。

    SideTable、weak_table_t、weak_entry_t这样三个结构，它们之间的关系如下图所示:
    在这里插入图片描述

    weak的底层原理流程图：
    在这里插入图片描述

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