什么是属性

属性指的是一个对象的属性或特性。
苹果公司在 Objective-C 2.0 中引入了属性（property），它组合了新的预编译指令和新的属性访问器语法。

自动合成

@ 符号标志着“这是 Objective-C 语法”。

@property

@property 是一种新的编译器功能，它意味着声明了一个新对象的属性。
@property 预编译指令的作用是自动声明属性的 setter 和 getter 方法。

用代码表示为：

@property UIView *view;

等同于：

- (UIView *)view;
- (void)setView:(UIView *)view;

@synthesize

@synthesize 也是一种新的编译器功能，它表示“创建了该属性的访问代码”。
所有的属性都是基于变量的，所以在你合成（synthesize）getter 和 setter 方法的时候，编译器会自动创建与属性名称相同的实例变量。

用代码表示为：

@synthesize view;

等同于：

- (UIView *)view {
    return view;
}
- (void)setView:(UIView *)view {
    view = view;
}

@dynamic

@dynamic 关键字告诉编译器自动合成无效，不要生成任何代码或创建相应的实例变量，用户会自己生成属性的 getter 和 setter 方法。
@dynamic 通常用于子类中告诉编译器使用父类的属性实现。

Xcode4.4 以后

Xcode4.4 以后定义 @property 时可以省去 @synthesize。也就意味着 @property 可以自动声明和实现属性的 setter 和 getter 方法，并且自动创建名称为属性名前带有下划线（_）的实例变量。

用一个公式表示为：

@property = ivar + setter + getter

用代码表示为：

@property UIView *view;

等同于：

- (UIView *)view;
- (void)setView:(UIView *)view;

- (UIView *)view {
    return _view;
}
- (void)setView:(UIView *)view {
    _view = view;
}

小结

@property 是一种编译器指令，它意味着声明了一个新对象的属性。属性声明等同于声明了 setter 和 getter 方法。
@synthesize 也是一种编译器指令，会让编译器为类的实例变量自动生成访问方法。所有的属性都是基于变量的，所以在你合成（synthesize）getter 和 setter 方法的时候，编译器会自动创建与属性名称相同的实例变量。
@dynamic 关键字告诉编译器自动合成无效，不要生成任何代码或创建相应的实例变量，用户会自己生成属性的 getter 和 setter 方法。
Xcode4.4 以后定义 @property 时可以省去 @synthesize。如果你不使用 @synthesize，那么编译器生成的实例变量会以下划线（_）字符作为其名称的第一个字符。

关键字

关键字也叫属性可选项，也叫属性特性。

读写性

关键字	说明
readwrite	读写
readonly	只读

方法名

关键字	说明
getter	指定 getter 方法的名字
setter	指定 setter 方法的名字

原子性

关键字	说明
atomic	原子性
nonatomic	非原子性

原子性是多线程中的一个概念，如果说访问方法是原子的，那就意味着多线程环境下访问属性是安全的，在执行的过程中不可被打断。
在并发编程中，如果某操作具备整体性，也就是说，系统其他部分无法观察到其中间步骤所生成的临时结果，而只能看到操作前与后的结构，那么该操作就是“原子的”，或者说，该操作具备“原子性”。

内存管理

关键字	基本数据类型	MRC	ARC
assign	直接赋值	直接赋值	直接赋值
unsafe_unretained	直接赋值	直接赋值	直接赋值
retain	出错	赋值并对新值进行 retain 操作	赋值并对新值进行 retain 操作
strong	出错	赋值并对新值进行 retain 操作	赋值并对新值进行 retain 操作
weak	出错	直接赋值	弱引用
copy	出错	赋值时建立传入值的一份副本	赋值时建立传入值的一份副本

assign “设置方法”只会执行针对“纯量类型”的简单赋值操作。
unsafe_unretained 此特质的语义和 assign 相同，但是它适用于“对象类型”，该特质表达一种“非拥有关系”，当目标对象遭到摧毁时，属性值不会自动清空，这一点与 weak 有区别。
retain 此特质表明该属性定义了一种“拥有关系”。为这种属性设置新值时，设置方法会先保留新值，并释放旧值，然后再将新值设置上去。
strong 此特质与 retain 等价。但 strong 是随着 ARC 时加入的新特性，所以在 MRC 环境下只能用 retain 来修饰。在 ARC 环境下，为了与 MRC 进行区分，也为了和 weak 对应，最好使用 strong。
weak 此特质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，然而在属性所指的对象遭到摧毁时，属性值也会清空。
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”。

小结

assign/unsafe_unretained 这两个关键字在实际使用时完全等价，表示一种“非拥有关系”，虽然允许修饰“对象类型”，但在使用时要用来修改“基本数据类型”。
strong/retain 这两个关键字在实际使用时完全等价，表示一种“拥有关系”，不能用来修饰“基本数据类型”。
weak/assign 这两个关键字都表示一种“非拥有关系”，但 weak 在所指的对象摧毁时，会清空属性值。
copy/strong 这两个关键字都表示一种“拥有关系”，但 copy 不保留新值，而是拷贝新值。

可空性

关键字	说明
nullable	可以为空
nonnull	不能为空
null_resettable	getter 不能返回空，setter 可以传空
null_unspecified	不确定是否为空

可空性关键字只能用来修饰“对象类型”的属性。
如果使用了 null_resettable 关键字，必须重写 getter 或者 setter，保证 getter 返回值不为空。

类属性

关键字	说明
Class	类属性

类属性需要自己手写变量、getter 和 setter：

@property (nonatomic, strong, class) NSObject *classObject;

static NSObject *_classObject;

+ (NSObject *)classObject {
    return _classObject;
}

+ (void)setClassObject:(NSObject *)classObject {
    _classObject = classObject;
}

默认关键字

基本数据类型： atomic，readwrite，assign
对象类型： atomic，readwrite，strong

Protocol 和 Category 中的属性

Protocol 中的属性

在 Protocol 中使用 @property 只会自动生成 setter 和 getter 方法声明，不会自动生成其实现。
我们在 Protocol 中使用属性的目的，是希望遵守我协议的对象能实现该属性。

Category 中的属性

在 Category 使用 @property 也是只会自动生成 setter 和 getter 方法的声明，不会自动生成其实现。
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。

getter 和 setter 的源码实现

getter

id objc_getProperty(id self, SEL _cmd, ptrdiff_t offset, BOOL atomic) {
    // 如果传入的偏移量为 0 就把属性所属的类的实例对象返回
    if (offset == 0) {
        return object_getClass(self);
    }
    
    // 如果是非原子操作的话直接返回变量
    // Retain release world
    id *slot = (id*) ((char*)self + offset);
    if (!atomic) return *slot;
        
    // 互斥锁保护
    // Atomic retain release world
    spinlock_t& slotlock = PropertyLocks[slot];
    slotlock.lock();
    id value = objc_retain(*slot);
    slotlock.unlock();
    
    // 为了提高性能，在互斥锁外自动释放
    // for performance, we (safely) issue the autorelease OUTSIDE of the spinlock.
    return objc_autoreleaseReturnValue(value);
}

setter

static inline void reallySetProperty(id self, SEL _cmd, id newValue, ptrdiff_t offset, bool atomic, bool copy, bool mutableCopy)
{
    // 如果传入的偏移量为 0 就把值设置给属性所属的类的实例对象
    if (offset == 0) {
        object_setClass(self, newValue);
        return;
    }
    
    // 获取旧值
    id oldValue;
    id *slot = (id*) ((char*)self + offset);

    // 根据拷贝性质获取新值
    if (copy) {
        newValue = [newValue copyWithZone:nil];
    } else if (mutableCopy) {
        newValue = [newValue mutableCopyWithZone:nil];
    } else {
        if (*slot == newValue) return;
        newValue = objc_retain(newValue);
    }

    if (!atomic) {
        // 如果是非原子操作就直接赋值
        oldValue = *slot;
        *slot = newValue;
    } else {
        // 如果是原子操作就加锁保护
        spinlock_t& slotlock = PropertyLocks[slot];
        slotlock.lock();
        oldValue = *slot;
        *slot = newValue;        
        slotlock.unlock();
    }

    // 释放旧值
    objc_release(oldValue);
}

MRC 下手动实现 getter 和 setter

getter

-(NSString *)object {
    return [[_object retain] autorelease];
}

setter

-(void)setObject:(NSObject *)object {
    if (_object != object) {
        [_object release];
        _object = [object retain];
    }
}

常见问题

什么情况下使用 weak 关键字，相比 assign 有什么不同？

在 ARC 中，有可能出现循环引用的时候，往往要通过让其中一端的属性使用 weak 来解决，比如: delegate 代理属性
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；比如：xid 和 storyboard 中控件
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。
assign 可以用非 OC 对象，而 weak 必须用于 OC 对象。

怎么用 copy 关键字？

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；
block 也经常使用 copy 关键字，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。

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

两个问题：

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；
使用了 atomic 属性会严重影响性能，并且无法保证多线程下的线程安全；

如何让自己的类用 copy 修饰符？如何重写带 copy 关键字的 setter？

若想令自己所写的对象具有拷贝功能，则需实现 NSCopying 协议。如果自定义的对象分为可变版本与不可变版本，那么就要同时实现 NSCopying 与 NSMutableCopying 协议。
实现 copyWithZone: 方法

@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 = ivar + getter + setter;
“属性” (property)有两大概念：ivar（实例变量）、存取方法（access method ＝ getter + setter）。
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)。这个过程由编译器在编译期执行
编译后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.

runtime 如何实现 weak 属性

对于 weak 对象会放入一个 hash 表中。用 weak 指向的对象内存地址作为 key，当此对象的引用计数为 0 的时候会 dealloc，假如 weak 指向的对象内存地址是 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。

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。

@synthesize和@dynamic分别有什么作用？

@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。

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？

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。
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.
说白了，就是如果对有可变类型的属性设置了 strong ，再赋值给它一个可变类型的对象，修改该对象时也会修改属性保存的值。

@synthesize 合成实例变量的规则是什么？假如 property 名为 foo，存在一个名为 _foo 的实例变量，那么还会自动合成新变量么？

如果指定了成员变量的名称,会生成一个指定的名称的成员变量。
如果这个成员已经存在了就不再生成了。
如果是 @synthesize foo; 还会生成一个名称为 foo 的成员变量，也就是说：如果没有指定成员变量的名称会自动生成一个属性同名的成员变量。
不会合成。

在有了自动合成属性实例变量之后，@synthesize 还有哪些使用场景？

当你在子类中重载了父类中的属性，你必须使用 @synthesize 来手动合成 ivar。
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。
同时重写了 setter 和 getter 时，系统就不会生成 ivar，这时候有两种选择：
- 手动创建 ivar
- 使用@synthesize foo = _foo; ，关联 @property 与 ivar

使用atomic一定是线程安全的吗？

对于 atomic 的属性，系统生成的 getter/setter 会保证 get、set 操作的完整性，不受其他线程影响。比如，线程 A 的 getter 方法运行到一半，线程 B 调用了 setter：那么线程 A 的 getter 还是能得到一个完好无损的对象，不会有脏数据。
但是 atomic 可并不能保证线程安全。如果线程 A 调了 getter，与此同时线程 B 、线程 C 都调了 setter——那最后线程 A get 到的值，3种都有可能：可能是 B、C set 之前原始的值，也可能是 B set 的值，也可能是 C set 的值。同时，最终这个属性的值，可能是 B set 的值，也有可能是 C set 的值。
给属性加上 atomic 修饰，可以保证属性的 setter 和 getter 都是原子性操作，也就是保证 setter 和 getter 内部是线程同步的
它并不能保证使用属性的过程是线程安全的，比如 self.intA 是原子操作，但是 self.intA = self.intA + 1 这个表达式并不是原子操作。又比如对可变数组或字典的操作。

Objective-C 之属性

什么是属性

自动合成

@property

@synthesize

@dynamic

Xcode4.4 以后

小结

关键字

读写性

方法名

原子性

内存管理

小结

可空性

类属性

默认关键字

Protocol 和 Category 中的属性

Protocol 中的属性

Category 中的属性

getter 和 setter 的源码实现

getter

setter

MRC 下手动实现 getter 和 setter

getter

setter

常见问题

什么情况下使用 weak 关键字，相比 assign 有什么不同？

怎么用 copy 关键字？

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

如何让自己的类用 copy 修饰符？如何重写带 copy 关键字的 setter？

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

runtime 如何实现 weak 属性

weak 属性需要在 dealloc 中置 nil 么？

@synthesize和@dynamic分别有什么作用？

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？

@synthesize 合成实例变量的规则是什么？假如 property 名为 foo，存在一个名为 _foo 的实例变量，那么还会自动合成新变量么？

在有了自动合成属性实例变量之后，@synthesize 还有哪些使用场景？

使用atomic一定是线程安全的吗？