【iOS】strong和copy工作流程探尋、OC屬性關鍵字復習

文章目錄

- 前言
- strong和copy的區別
- - 為什么要用copy？
  - 什么時候用什么修飾？
- strong（ARC自動管理）
- - strong修飾變量的底層流程圖
  - 底層代碼核心實現
  - 小結
- copy
- - 底層流程圖
  - 對比與strong的關鍵不同之處
  - 內部調用關系（偽代碼）
  - 小結
- OC中的屬性關鍵字
- - 原子性（Atomicity）：控制操作的原子性
  - - atomic（原子性，默認值）
    - nonatomic（非原子性）
    - 小結
  - 讀寫權限：控制屬性的訪問方式
  - - readwrite（可讀可寫，默認值）
    - readonly（只讀）
    - 小結
  - 內存管理：控制對象的內存生命周期
  - - strong（強引用，默認值）
    - weak（弱引用）
    - copy（拷貝）
    - assign（直接賦值）
    - 小結
  - 空值約束（Nullability）：標記屬性是否允許為 nil
  - - nonnull（非空）
    - nullable（可空）
    - null_unspecified（未指定）
    - 集合宏（簡化聲明）
    - 小結
- 總結

前言

??我們編寫OC代碼在.h文件里聲明變量時會用到strong和copy這兩個修飾符，那么這兩者到底有什么區別，什么時候該用strong，什么時候該用copy？今天我們通過這兩者的底層實現邏輯來探究一下這里面的奧秘。

strong和copy的區別

首先，先看一下這段測試代碼：
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代碼運行結果如下：

請添加圖片描述

??從上述結果我們可以看出來，copy修飾的字符串strCopy的值沒有隨著newStr的改變而改變，而strong修飾的字符串strStrong因為newStr的修改而隨著改變了。

??在我們前面學習的過程中，我們知道copy修飾的變量，編譯器會自動生成自定義的 setter方法，其核心邏輯是：==賦值時不直接保留原對象，而是先調用對象的 copy方法生成副本，再保留該副本。==也就是說，copy修飾的變量對象地址是一個新的地址，這個指針變量指向的是一個新的內存區域（相當于深拷貝），所以修改原本的newStr不會對其產生影響。

??所以，使用 copy和 strong修飾變量，在 OC中的最大區別在于賦值時是否進行對象拷貝（復制內存）。這在處理==可變對象（如 NSMutableString）==時尤為關鍵。

關鍵字	作用
strong	引用傳遞：只增加引用計數，指向原對象
copy	拷貝傳遞：生成副本，指向新對象

為什么要用copy？

防止外部可變對象的改變影響內部狀態

保證對象的不可變性，尤其是對 NSString、NSArray、NSDictionary 等常用于聲明為不可變對象的屬性

推薦使用 copy 修飾 NSString / NSArray / NSDictionary（防御性編程）

什么時候用什么修飾？

類型	建議修飾符
NSString	copy
NSMutableString	copy
NSArray/NSDictionary	copy
自定義對象	strong（實現copy時才用copy）

strong（ARC自動管理）

??使用 strong修飾的變量，在 ARC（Automatic Reference Counting）下，其底層原理和邏輯可以歸結為對 objc_storeStrong() 函數的封裝，它等價于：

id oldValue = _ivar;
_ivar = [newValue retain];   // 引用計數 +1
[oldValue release];         // 引用計數 -1

strong修飾變量的底層流程圖

因為strong在底層是對objc_storeStrong()函數的封裝，所以其底層流程圖其實就等效 objc_storeStrong()

                  +----------------------+|   objc_storeStrong   |+----------------------+|+----------------------+| 檢查目標地址是否為 nil |+----------------------+|v+----------------------+| old = *object        || *object = value      |+----------------------+|+-----------------------------------+| 如果新舊對象不同：                 || - retain(value) → 引用計數 +1     || - release(old) → 引用計數 -1      |+-----------------------------------+|v+--------------------+| 引用更新完成返回    |+--------------------+

底層代碼核心實現

在 Apple Runtime 源碼中，objc_storeStrong 類似于這樣實現（簡化版偽代碼）：

void objc_storeStrong(id *object, id value) {id old = *object;if (old != value) {objc_retain(value);   // 引用計數 +1*object = value;objc_release(old);    // 引用計數 -1}
}

小結

步驟	動作
新值 `retain`	增加新對象引用計數，確保它不會被過早釋放
舊值 `release`	減少舊對象引用計數，若為0則銷毀
設置 `_ivar`	將指針指向新的對象地址
安全性	ARC 生成的代碼是線程安全的，并避免循環引用等問題

copy

??當我們使用 copy修飾屬性時，其背后的行為與 strong非常不同，關鍵在于對象賦值時會生成副本（調用 copy 方法），而不是直接引用原對象。

當你使用 copy 修飾屬性時，其背后的行為與 strong 非常不同，關鍵在于 對象賦值時會生成副本（調用 copy 方法），而不是直接引用原對象。

底層流程圖

使用copy修飾符在底層的調用邏輯等價于 objc_storeStrong(&ivar, [value copy])）：

              +----------------------+|   objc_storeStrong   |+----------------------+^|+----------------------+|     調用 [value copy] |+----------------------+|+-----------------------------+| copy 調用 -copyWithZone:     ||  -> 生成新的對象             ||  -> 返回新對象引用           |+-----------------------------+|+-----------------------------+| retain(copyValue)           || release(oldValue)           |+-----------------------------+|+----------------------+| ivar 指向新副本對象  |+----------------------+

對比與strong的關鍵不同之處

行為	`strong`	`copy`
是否復制對象	? 不復制，直接引用原對象	? 調用 `copy` 創建新對象
內部處理方式	`objc_storeStrong(&ivar, value)`	`objc_storeStrong(&ivar, [value copy])`
所需協議支持	無需	對象需實現 `NSCopying` 協議
適用場景	一般對象引用	NSString / NSArray / 自定義不可變類等
對可變對象是否防御	? 外部修改影響內部	? 內部得到的是獨立副本，不受外部影響

內部調用關系（偽代碼）

// ARC 編譯器生成代碼
- (void)setName:(NSString *)name {id copyValue = [name copy];             // 關鍵步驟：生成副本objc_storeStrong(&_name, copyValue);    // 然后存儲副本對象
}

小結

copy修飾的屬性會在賦值時復制對象副本，而不是保留原始引用。

如果傳入的是 NSMutableString，copy 后變成 NSString（不可變），從而防止外部修改影響內部狀態。

最終仍通過 objc_storeStrong 來管理引用計數，但傳入的是 [x copy] 的返回值。

OC中的屬性關鍵字

在 Objective-C 中，屬性（Property）是封裝對象狀態的核心機制，通過 @property 聲明并結合不同的屬性關鍵字，可以精確控制屬性的行為（如內存管理、訪問權限、線程安全等）。

原子性（Atomicity）：控制操作的原子性

原子性關鍵字用于修飾屬性的 setter 和 getter 方法，決定其操作是否為“原子操作”（不可分割的操作）。

atomic（原子性，默認值）

保證 setter 和 getter 操作的原子性（即操作要么完全執行，要么完全不執行），避免多線程并發訪問時的數據不一致問題。

特點：

線程安全，但不保證業務邏輯的絕對安全（例如，復合操作如 _count++ 仍需額外同步）。
性能開銷較大（因需要加鎖/解鎖機制）。

@property (atomic, assign) NSInteger count; // 默認 atomic，線程安全但性能一般

nonatomic（非原子性）

不保證 setter 和 getter 的原子性，多線程并發訪問時可能導致數據不一致。

特點：

無鎖機制，性能更高（適合高頻讀寫的場景）。
需開發者自行處理線程安全（如通過 @synchronized、GCD 隊列等）。

@property (nonatomic, strong) NSString *name; // 非原子性，性能更優

小結

優先選 nonatomic：大多數場景下（尤其是移動端），性能比絕對線程安全更重要。
僅當選中 atomic：需要框架級線程安全（如系統底層庫），或配合其他同步機制使用。

讀寫權限：控制屬性的訪問方式

讀寫權限關鍵字決定屬性是否生成 setter 方法，從而控制屬性的可寫性。

readwrite（可讀可寫，默認值）

自動生成 setter（寫方法）和 getter（讀方法），屬性可讀可寫。

@property (readwrite, copy) NSString *title; // 可讀可寫（默認）

readonly（只讀）

僅生成 getter 方法，屬性不可寫（外部只能讀取，不能直接修改）。

常用于接口設計，隱藏內部實現細節（如通過類擴展在 .m 文件中重新聲明為 readwrite，允許內部修改）。

// .h 文件（對外接口）
@interface User : NSObject
@property (readonly, copy) NSString *userId; // 外部只讀
@end// .m 文件（內部實現）
@interface User ()
@property (readwrite, copy) NSString *userId; // 內部可寫
@end

小結

readwrite：常規可修改屬性。
readonly：常用于封裝（外部只讀，內部可寫）。

內存管理：控制對象的內存生命周期

內存管理關鍵字用于告訴編譯器如何管理屬性所引用對象的內存（僅適用于對象類型，基本數據類型如 int、CGFloat 不適用）。

strong（強引用，默認值）

屬性對對象持有強引用（增加對象的引用計數），確保對象在屬性作用域內不會被釋放。

適用于大多數對象類型（如自定義對象、系統容器類）。
循環引用風險：若兩個對象相互 strong 引用，會導致內存泄漏（需配合 weak 打破）。
```
@property (strong, nonatomic) NSArray *dataList; // 強引用數組，數組內對象也會被保留
```

weak（弱引用）

屬性對對象持有弱引用（不增加引用計數），對象釋放后，屬性自動置為 nil（避免野指針）。

特點：

解決循環引用（如 delegate 模式、視圖控制器與子視圖的相互引用）。
無法持有對象（對象可能因無強引用被提前釋放）。

// 視圖控制器的 delegate 通常用 weak，避免循環引用
@property (weak, nonatomic) id<MyDelegate> delegate;

copy（拷貝）

賦值時調用對象的 copy 方法生成副本，屬性持有副本的強引用（原對象不受后續修改影響）。

適用場景：

不可變對象（如 NSString、NSArray）：防止外部傳入可變對象（如 NSMutableString）后被修改。
需要“快照”的場景（如配置參數、緩存數據）。

@property (copy, nonatomic) NSString *username; // 外部傳入 NSMutableString 會被拷貝為 NSString

assign（直接賦值）

直接賦值（不涉及引用計數管理），適用于基本數據類型或非對象類型（如 int、CGFloat、指針）。

特點：對對象類型使用 assign 會導致野指針（對象釋放后屬性仍指向無效內存）。

@property (assign, nonatomic) NSInteger age; // 基本數據類型用 assign
@property (assign, nonatomic) CGPoint position; // 結構體用 assign

小結

關鍵字	適用類型	內存行為	典型場景	注意事項
strong	對象	強引用（+1 RC）	常規對象屬性	避免循環引用
weak	對象	弱引用（不+RC，釋放后置nil）	delegate、IBOutlets	僅適用于對象
copy	對象（需實現 `NSCopying`）	生成副本并強引用	字符串、集合、防止外部修改	不可變對象 copy 是淺拷貝
assign	基本類型/非對象	直接賦值（無引用計數）	數值、結構體	對象類型會導致野指針

空值約束（Nullability）：標記屬性是否允許為 nil

空值約束關鍵字用于明確屬性是否允許為 nil，幫助編譯器進行靜態檢查，減少運行時崩潰（需 Xcode 7+ 支持）。

nonnull（非空）

屬性必須非空（不能為 nil），編譯器會對可能的 nil賦值發出警告。

@property (nonatomic, copy, nonnull) NSString *userId; // 必須賦值非空字符串

nullable（可空）

屬性可以為空（允許為 nil），無編譯器警告。

@property (nonatomic, strong, nullable) UIImage *avatar; // 頭像可能為空

null_unspecified（未指定）

屬性是否為空未明確聲明（編譯器不做強制檢查），用于兼容舊代碼或無法確定的情況。

@property (nonatomic, copy, null_unspecified) NSString *legacyData; // 未指定是否可空

集合宏（簡化聲明）

為避免重復寫 nonnull/nullable，可使用以下宏包裹屬性列表：

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN/NS_ASSUME_NONNULL_END：區間內默認 nonnull，顯式 nullable除外。

示例：

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface User : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name; // 默認 nonnull
@property (nonatomic, strong, nullable) NSNumber *age; // 顯式 nullable
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END

小結

nonnull：強制屬性非空，提升代碼健壯性。
nullable：明確屬性可空，避免無意義檢查。
null_unspecified：兼容過渡場景。

總結

場景	推薦關鍵字組合
常規對象屬性（如自定義模型）	`nonatomic, strong`
字符串/集合（防外部修改）	`nonatomic, copy`
避免循環引用（如 `delegate`）	`nonatomic, weak`
基本數據類型/結構體	`nonatomic, assign`
接口只讀，內部可寫	`.h` 中 `readonly`，`.m` 中 `readwrite`
強制非空	`nonatomic, strong, nonnull`