property的系统实现分析

2017-12-08

我们在使用@property这个快捷定义的时候，都没怎么注意系统是怎么实现的，那么我们来看看系统实现的，和我们自己写的setter方法是否一致呢？

Strong

我们来分析一下最简单的strong类型的实现。

1	@property (nonatomic, strong) NSString *str;

如果是我们自己写setter方法大概是：

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- (void)setStr:(NSString *)str {
  _str = str;
}

如果是MRC的话，可能是这样的：

- (void)setStr:(NSString *)str {
  if (_str != str) {
    [_str release];
    _str = [str retain];
  }
}

当然系统的方法是经过优化的，直接调用的C方法，所以这里不再考虑MRC的写法，直接来对比ARC的结果。

store strong

首先我们来看下objc是如何实现strong的，根据objc的源码可以知道，强引用是通过一个objc_storeStrong的方法来实现的。其实现入下：

void objc_storeStrong(id *location, id obj)
{
    id prev = *location;
    if (obj == prev) {
        return;
    }
    objc_retain(obj);
    *location = obj;
    objc_release(prev);
}

这和我们上面MRC的写法类似，只不过是通过C方法来实现了retain和release。

转换为C语言

大家都知道objc的方法其实都是通过send message的方式转换为C语言调用的，所以一个基本的setter方法的最终结果应该是这样的：

1	void setter(id self, SEL selector, NSString *str);

具体实现

根据反汇编结果，其中系统默认的实现汇编如下：

sub    sp, sp, #0x30             ; 申请栈空间
stp    x29, x30, [sp, #0x20]
add    x29, sp, #0x20            
adrp   x8, 17
add    x8, x8, #0xfc0            
stur   x0, [x29, #-0x8]
str    x1, [sp, #0x10]
str    x2, [sp, #0x8]
ldr    x0, [sp, #0x8]
ldur   x1, [x29, #-0x8]          ; x1 = self
ldrsw  x8, [x8]                  ; 偏移量
add    x8, x1, x8                ; x8 = self + 偏移量
str    x0, [sp]                  
mov    x0, x8                    ; x0 = x8
ldr    x1, [sp]                  ; x1 = str
bl     0x1000bcad8               ; objc_storeStrong(self + 偏移量, str)
ldp    x29, x30, [sp, #0x20]
add    sp, sp, #0x30             ; 退栈
ret

翻译为C语言大概就是这样的：

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void setStr(id self, SEL sel, NSString *str) {
    objc_storeStrong(self + delta, str);
}

而我们自定义的setter方法

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- (void)setStr:(NSString *)str {
  _str = str;
}

的反汇编结果却比系统的结果多出一些函数调用

sub    sp, sp, #0x30             ; =0x30
stp    x29, x30, [sp, #0x20]
add    x29, sp, #0x20            ; =0x20
add    x8, sp, #0x8              ; =0x8
mov    x9, #0x0                  ; 
stur   x0, [x29, #-0x8]
str    x1, [sp, #0x10]
str    x9, [sp, #0x8]
mov    x0, x8
mov    x1, x2
bl     0x104d14ad8               ; symbol stub for: objc_storeStrong
adrp   x8, 17
add    x8, x8, #0xfc8            ; =0xfc8
ldr    x9, [sp, #0x8]
ldur   x0, [x29, #-0x8]
ldrsw  x8, [x8]
add    x8, x0, x8
mov    x0, x8
mov    x1, x9
bl     0x104d14ad8               ; symbol stub for: objc_storeStrong
mov    x8, #0x0
add    x9, sp, #0x8              ; =0x8
mov    x0, x9
mov    x1, x8
bl     0x104d14ad8               ; symbol stub for: objc_storeStrong
ldp    x29, x30, [sp, #0x20]
add    sp, sp, #0x30             ; =0x30
ret

翻译成C语言大概是这样的：

void setStr(id self, SEL sel, NSString *str) {
    id tmp = nil;
    objc_storeStrong(&tmp, str);
    objc_storeStrong(self + delta, tmp);
    objc_storeString(&tmp, nil);
}

可以看到这里多出一个临时变量，而且即使编译优化为-os，也是同样的结果。这里不清楚为什么会产生一次临时变量，从结果上来看，是不如系统的默认行为的。

Weak

在objc的源码中，weak是通过objc_storeWeak来实现的，这个方法的实现比较复杂，涉及到了全局的弱引用表，这里就不作介绍了。

同样，我们来对比下系统默认实现的weak类型，和我们重写的setter方法，从结果上来看也是产生了一个strong类型的临时变量。

sub    sp, sp, #0x40             ; =0x40
stp    x29, x30, [sp, #0x30]
add    x29, sp, #0x30            ; =0x30
adrp   x8, 17
add    x8, x8, #0xfd0            ; =0xfd0
stur   x0, [x29, #-0x8]
stur   x1, [x29, #-0x10]
str    x2, [sp, #0x18]
ldr    x0, [sp, #0x18]
ldur   x1, [x29, #-0x8]
ldrsw  x8, [x8]
add    x8, x1, x8
str    x0, [sp, #0x10]
mov    x0, x8
ldr    x1, [sp, #0x10]
bl     0x104f38ae4               ; symbol stub for: objc_storeWeak
str    x0, [sp, #0x8]
ldp    x29, x30, [sp, #0x30]
add    sp, sp, #0x40             ; =0x40
ret

sub    sp, sp, #0x30             ; =0x30
stp    x29, x30, [sp, #0x20]
add    x29, sp, #0x20            ; =0x20
add    x8, sp, #0x8              ; =0x8
mov    x9, #0x0
stur   x0, [x29, #-0x8]
str    x1, [sp, #0x10]
str    x9, [sp, #0x8]
mov    x0, x8
mov    x1, x2
bl     0x1044d8ad8               ; symbol stub for: objc_storeStrong
adrp   x8, 17
add    x8, x8, #0xfc8            ; =0xfc8
ldr    x9, [sp, #0x8]
ldur   x0, [x29, #-0x8]
ldrsw  x8, [x8]
add    x8, x0, x8
mov    x0, x8
mov    x1, x9
bl     0x1044d8ae4               ; symbol stub for: objc_storeWeak
mov    x8, #0x0
add    x9, sp, #0x8              ; =0x8
str    x0, [sp]
mov    x0, x9
mov    x1, x8
bl     0x1044d8ad8               ; symbol stub for: objc_storeStrong
ldp    x29, x30, [sp, #0x20]
add    sp, sp, #0x30             ; =0x30
ret