以weak与__weak为切口，深入了解一下它们与背后的weak table机制。

Weak与Weak表

The weak table is a hash table governed by a single spin lock.An allocated blob of memory, most often an object, but under GC any such allocation, may have its address stored in a __weak marked storage location through use of compiler generated write-barriers or hand coded uses of the register weak primitive. Associated with the registration can be a callback block for the case when one of the allocated chunks of memory is reclaimed. The table is hashed on the address of the allocated memory. When __weak marked memory changes its reference, we count on the fact that we can still see its previous reference.So, in the hash table, indexed by the weakly referenced item, is a list of all locations where this address is currently being stored.

以上是objc4-781版本中objc_weak.h头文件中对于weak表的定义。weak表是什么？回答这个问题我们需要联想到开发中常用的weak或者__weak修饰词。在开发中，通常在防止诸如delegate使用时的内存泄漏问题时，我们会在delegate属性定义的修饰词中使用weak来修饰它，这样子就能解决使用代理时循环引用导致内存泄漏的问题。或者，当我们有一个UI控件在交互中显示一次后就不再需要它时，我们也可以用weak来定义，这样在它被从图层上移除时就会自动置nil，减少了内存占用。但在这个机制的背后是怎样运作的，为什么被weak或者__weak修饰的对象可以自动置nil，这背后就是weak表在起作用。

源码定义

首先我们来看一下weak table在源码中的定义。 可以看到weak table的结构并不太复杂，结构体内有一个weak_entry_t类型的变量，该结构体是弱引用的入口，num_entries表示来表的大小，此外mask和max_hash_displacement两个变量主要是与掩码和哈希偏移量有关。通过源码中的注释可以知道，weak table以object ids作为hash table的keys，以weak_entry_t作为hash table的values。接下来我们看看weak_entry_t结构体是什么样的。 其中，DisguisedPtr的定义是这样的

可以见到，DisguisedPtr类是对范型对象的指针做了一个封装。weak_entry_t结构体其中的 referrers是weak_referrer_t的指针，也就是对DisguisedPtr<objc_object *>的二维指针，所以它是一个DisguisedPtr<objc_object *>的二维数组。通过一个二维指针地址偏移，用下标作为 hash 的 key，做成了一个弱引用散列。这就是weak table是hash table的来源，弱引用表是一个静态的hash table结构。

weak对象插入

在NSObject.mm文件中我们可以找到StoreWeak方法的实现，StoreWeak方法由objc_initweak方法调用。

可以看到，在storeweak方法中，weak_register_no_lock方法是关键的将弱引用添加到weak table中的方法，当然在这之前还有各种必要的加锁以及其他操作。

在weak_register_no_lock方法中，方法体里构建了弱引用的referent，其属性是一个objc_object对象。

之后向referent中填充相关信息后，就要开始插入操作了。

可以看到，在这里首先定义了一个弱引用入口weak_entry_t *entry，并通过weak_entry_for_referent()方法尝试获取该对象的弱引用入口，如果获取到了说明该对象在之前已经在weak table中存在了，那么就在weak_entry_t中拓展即可。 如果没有获取到，说明该弱引用对象是第一次被加入到weak table中，代码执行else分支，在创建了一个weak_entry_t后通过weak_entry_insert方法将其插入到全局的weak_table中。

至此，一个weak对象已经成功地加入到了weak table中。通过这个过程我们可以更清晰地了解到weak table运作的机制，也验证了weak table是以object为key，weak_entry_t为value的hash table这一事实。

其他的相关方法

我们在weak_table_t结构体的定义下可以看到objc_weak.h向外暴露了四个接口，分别是向weak table注册插入对象、注销移除对象、查找弱引用对象是否已在表中、将所有该object的弱引用指针置nil。 这几个方法是整个weak table运作的关键方法，当然还有诸如对weak table扩容等内部方法。

自此，__weak obj1 = obj;这行代码的运行过程，已经全部梳理完成。

写在最后

总体上来看，weak table的实现并不算太过复杂。它有着weak_table_t,weak_entry_t,DisguisedPtr<objc_object *>等几个关键数据结构，有着weak_register_no_lock,weak_unregister_no_lock,weak_entry_insert,append_referrer等几个关键方法。 其中更多的细节，可以从objc4源码中的objc_weak.h,objc_weak.mm,NSObject.h,NSObject.mm等文件获取到。

如有错漏，欢迎读者提出。

Tino Wu