【iOS分类、关联对象】如何使用关联对象给分类实现一个weak的属性

如何使用关联对象给分类实现一个weak的属性

通过关联对象objc_setAssociatedObject中的策略policy可知，并不支持使用weak修饰对象属性：

typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy) {
    OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0, //assign
    OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, //strong, nonatomic
    OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3, //copy, nonatomic
    OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401, //strong, atomic
    OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403 //copy, atomic
};

思考：能否用assign实现？

weak和assign的区别如下：

**assign：**对应的所有权类型为__unsafe_unretained，当修饰对象的时候，修饰的指针指向该对象，不会去持有该对象，也不会使retainCount +1，而在指向的对象被释放时，依然指向原来的对象地址，不会被自动置为nil，所以造成了野指针，是不安全的；
**weak：**弱引用，不会影响对象的释放，而当对象被释放时（引用计数为0），所有指向它的弱引用都会自定被置为nil，防止野指针，之后再向该对象发消息也不会崩溃，weak是安全的；

看以下测试代码，使用policy为OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN的策略，会发生什么样的情况？

//定义Person类
@interface Person : NSObject
@end
@implementation Person
- (void)dealloc {
    NSLog(@"Person dealloc");
}
@end


@interface Person (Test)
//在分类中声明UIViewController属性，用assign修饰
@property(assign, nonatomic) UIViewController *viewController;
@end

@implementation Person (Test)
- (void)setViewController:(UIViewController *)viewController {
    //利用objc_setAssociatedObject设置值，policy为OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN
    objc_setAssociatedObject(self, @selector(viewController), viewController, OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
}
- (UIViewController *)viewController {//取值
    return objc_getAssociatedObject(self, _cmd);
}
@end

使用assign修饰对象，当离开作用域后，产生野指针访问Crash（如图），如何避免这个问题？

1、通过中间对象的方式

1.1、利用OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC + weak来实现；

创建中间类：

@interface WeakObjWrapper : NSObject
@property(weak, nonatomic) id weakObj;
@end
@implementation WeakObjWrapper
- (instancetype)initWithWeakObject:(id)weakObj {
    if (self = [super init]) {
        _weakObj = weakObj;
    }
    return self;
}
@end

实现属性的setter和getter：

@interface Person (Test)
@property(weak, nonatomic) UIViewController *viewController;
@end
@implementation Person (Test)
- (void)setViewController:(UIViewController *)viewController {
    WeakObjWrapper *warpper = objc_getAssociatedObject(self, @selector(viewController));
    //用warpper保存传递进来的值
    if (!warpper) {//warpper不存在则创建
        warpper = [[WeakObjWrapper alloc] initWithWeakObject:viewController];
    }
    else {//已经存在直接赋值
        warpper.weakObj = viewController;
    }
    //保存的实际上是warpper对象
    objc_setAssociatedObject(self, @selector(viewController), warpper, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

- (UIViewController *)viewController {
    //获取到warpper
    WeakObjWrapper *warpper = objc_getAssociatedObject(self, _cmd);
    //取出warpper中的值
    return warpper.weakObj;
}
@end

objc_setAssociatedObject实际上存储的是WeakObjWrapper对象，对WeakObjWrapper对象产生强引用，WeakObjWrapper对象内部弱持有传递进去的值，保证在对象释放的时候，自动把值设置为nil，避免了崩溃；

1.2、借助OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC和弱引用block

-(void)setWeakvalue:(NSObject *)weakvalue {
    __weak typeof(weakvalue) weakObj = weakvalue;
    typeof(weakvalue) (^block)() = ^(){
        return weakObj;
    };
    objc_setAssociatedObject(self, weakValueKey, block, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}
-(NSObject *)weakvalue {
    id (^block)() = objc_getAssociatedObject(self, weakValueKey);
    return block();
}

2、借助runtime

继续使用OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN，利用runtime动态的创建传进去值的类的子类，在子类的dealloc中，将objc_setAssociatedObject中的value设置为nil，销毁并移除了关联对象，避免Crash，具体实现如下（具体使用已在注释中说明）：

void weak_setAssociatedObject(id _Nonnull object,
                              const void * _Nonnull key,
                              id _Nullable value) {
    //派生一个子类，类名为WeakObjWrapper+value对应的类名
    const char *clsName = [[NSString stringWithFormat:@"WeakObjWrapper%@", [value class]] UTF8String];
    
    //获取派生的子类
    Class childCls = objc_getClass(clsName);
    
    //如果子类不存在，利用runtime动态的创建一个子类
    if (!childCls) {
        childCls = objc_allocateClassPair([value class], clsName, 0);
        objc_registerClassPair(childCls);
    }

    //注册dealloc方法SEL
    SEL sel = sel_registerName("dealloc");
    
    //获取dealloc对应的类型编码
    const char *deallocEncoding = method_getTypeEncoding(class_getInstanceMethod([value class], sel));
    
    // 注意：内部持有value此处需要弱引用处理一下
    __weak typeof(value) weakValue = value;
    
    // 创建一个指向在调用dealloc方法时调用指定block的函数指针
    IMP deallocImp = imp_implementationWithBlock(^(id _childCls) {
        //在子类的dealloc方法中将value设置为nil，避免崩溃
        objc_setAssociatedObject(object, key, nil, OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
        //派生的子类的dealloc方法会被调用，父类的不再被调用，故在此处调用一下父类的
        ((void (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)(weakValue, sel);
    });

    //给子类添加dealloc方法
    class_addMethod(childCls, sel, deallocImp, deallocEncoding);
    
    //将value对应的isa指向子类
    object_setClass(value, childCls);
    
    //设置关联对象
    objc_setAssociatedObject(object, key, value, OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
}

注意：在派生的子类，添加的实现dealloc的方法中，重新调用一下父类的dealloc保证原有的类的释放关系不被破坏；调用（实现属性的getter和setter）：

@interface Person (Test)
@property(assign, nonatomic) UIViewController *viewController;
@end
@implementation Person (Test)
- (void)setViewController:(UIViewController *)viewController {
    weak_setAssociatedObject(self, @selector(viewController), viewController);
}
- (UIViewController *)viewController {
    return objc_getAssociatedObject(self, _cmd);
}
@end

总结

关联对象中如何实现weak属性？

关联对象objc_setAssociatedObject中的策略policy可知，并不支持使用weak修饰对象属性；
可以借助中间类（OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC + weak）来实现；
也可以继续使用OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN，利用runtime动态的创建传进去值的类的子类，在子类的dealloc中，将objc_setAssociatedObject中的value设置为nil，销毁并移除了关联对象，从而避免了Crash；

参考1：https://www.cnblogs.com/huangzs/p/14479408.html

参考2：https://developer.aliyun.com/article/1321927#:~:text=1%20关联对象objc_setAssociatedObject中的策略policy可知，并不支持使用weak修饰对象属性；%202%20可以借助中间类（OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC,%2B%20weak）来实现；%203%20也可以继续使用OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN，利用runtime动态的创建传进去值的类的子类，在子类的dealloc中，将objc_setAssociatedObject中的value设置为nil，销毁并移除了关联对象，从而避免了Crash；