iOS 内存管理：引用计数存储与 Weak 实现

1. 引用计数的存储策略

iOS 并不只是用一个简单的整数变量存储引用计数，而是分了三种情况：

1. Tagged Pointer：

   • 针对小对象（如 NSNumber, NSDate）。
   • 指针本身就包含值，没有 引用计数（或者说不需要管理），内存分配在栈上或代码段，不走 malloc/free。

2. isa.extra_rc：

   • 大多数普通对象。
   • 引用计数直接存储在 isa 指针的位域中（19位）。

3. SideTables：

   • 当 extra_rc 溢出（引用计数过大）时，一半保留在 isa，另一半转移到全局的哈希表 SideTables 中。

2. SideTables 结构

SideTables 是一个全局的哈希映射（StripeMap），包含 64 个 SideTable 结构（为了分段锁，提高并发效率）。

struct SideTable {
    spinlock_t slock;        // 自旋锁
    RefcountMap refcnts;     // 引用计数表 (Map<Object*, count>)
    weak_table_t weak_table; // Weak 引用表
};

3. Weak 引用底层实现 (Deep Dive)

Weak 指针具有 “对象销毁时自动置 nil” 的特性。

3.1 数据结构

• weak_table_t：全局 Weak 表。

• weak_entry_t：某个对象对应的所有 weak 指针集合（类似一个数组）。

3.2 初始化 (storeWeak)

当 __weak obj = target 执行时：

• 调用 objc_storeWeak(&obj, target)。

• 从 SideTables 中找到 target 对应的 SideTable。

• 取出 weak_table。

• 以 target 为 key，查找或创建 weak_entry_t。

• 将 &obj (指针的地址) 添加到 entry 数组中。

3.3 销毁流程 (dealloc)

当对象引用计数为 0 时，触发 dealloc -> _objc_rootDealloc：

• 检查 isa.weakly_referenced。如果为 false，直接释放内存。

• 如果为 true，调用 object_dispose -> objc_destructInstance -> clearDeallocating。

• clearDeallocating 核心逻辑：

  • 获取对应的 SideTable 加锁。

  • 在 weak_table 中找到该对象的 entry。

  • 遍历 entry 中所有的指针地址（weak ptr address），将它们指向的内容置为 nil。

  • 从表中移除 entry。

  • 释放对象内存。