iOS常见的几个修饰词深入讲解

前言：

最近公司在扩招，做为公司仅有的唯一一个首席iOS开发工程师(手动滑稽)，我不得不硬着头皮上阵。

然后却发现很多人的水平和年限严重不符，公司招的人都是3年+以上经验的人，然而这些人中有一半连修饰词的作用也说的模棱两可，加上自己水平也不高，对以后的职业生涯产生了严重的危机感，遂决定以后每周希望能写一篇有价值的文章，与君共勉，今天就说说iOS常见的几个修饰词。

一、readOnly，readWrite

readOnly:

根据字面意思，大家都很容易知道是“只读”的意思，意味着只生成了getter方法，而没有生成setter方法，如果这时候调用setter方法，会报一个Assignment to readonly property错误

PS：这里顺便说一下self.和_的区别

self.就是调用property自动生成的getter和setter方法，而_则是直接去调用实例变量（property会自动生成一个实例变量，如果你重写了getter与setter方法，property自动生成的实例变量就无效了，需要手动去申明一个实例变量或者用@@synthesize）.

回到正题，那么这意味着我们就完全没办法去修改readOnly的属性了吗？不然，如果你尝试一下setValue:forKey:，你就会发现竟然改变成功了，amazing，让我们来看看代码：

@interface MyFirstClass : NSObject

@property (nonatomic, copy, readonly) NSString * string;

@end


#import "MyFirstClass.h"

@implementation MyFirstClass

- (instancetype) init{

 self = [super init];
 if (self) {
 _string = @"来改变我啊";
 }

 return self;
}

@end

- (void)viewDidLoad {

 [super viewDidLoad];

 MyFirstClass * class = [MyFirstClass new];
 NSLog(@"string === %@", class.string);
 [class setValue:@"改变了" forKey:NSStringFromSelector(@selector(string))];
 NSLog(@"string === %@", class.string);
}
Log如下：
2018-03-16 11:08:58.932303+0800 PropertyDesc[5681:445705] string === 来改变我啊
2018-03-16 11:08:58.932454+0800 PropertyDesc[5681:445705] string === 改变了

而如果这个时候在MyFirstClass里加入

@implementation MyFirstClass

- (instancetype) init{
 self = [super init];
 if (self) {
 _string = @"来改变我啊";
 }
 
 return self;
}

+ (BOOL) accessInstanceVariablesDirectly{
 return NO;
}

@end

在运行，boom，系统会报以下错误

2018-03-16 11:19:21.619747+0800 PropertyDesc[6016:478446] *** Terminating app due to uncaught exception 'NSUnknownKeyException', reason: '[<MyFirstClass 0x6040000088f0> setValue:forUndefinedKey:]: this class is not key value coding-compliant for the key string.'

没有找到当前要赋值的属性，那么accessInstanceVariablesDirectly究竟是什么呢，我们打开苹果的官方文档找到Key-Value Coding Programming Guide

在这里可以看到，如果这个方法设为YES，访问器就会去寻找名称为_<key>, _is<Key>, <key>, or is<Key>的成员变量，如果为NO，就会跳到第6步，第6步就会报[valueForUndefinedKey:]错误。

总结：

readOnly并不能完全保证只读，我们可以通过KVC尝试去修改其值。

PS：有兴趣的小伙伴可以尝试去修改别人的SDK，包括苹果爸爸的

readWrite：

这个实在没什么可说的，默认的修饰词就是readWrite，代表可读可写

二、nonatomic、atomic

我们先看一下官方文档

苹果官网对两者的说法

atomic:

默认的属性修饰词，按官方文档上说即使从不同的线程通过getter或setter方法去访问属性也能完全的获取到或设置值，从这里也可以看出，atomic并不是线程安全的，因为atomic只能保证通过setter和getter方法能获取到一个完整的value，如果A线程在getter，B、C线程在setter，可能A获取到的值是BC执行之后的值，也可能是BC线程执行完之前的值，也可能是B C线程任何一个线程执行完的值。

因此atomic的伪代码大概如下：

- (void)setString:(NSString *)string{
 @synchronized(self) {
 if (_string != string) {
  [_string release];//MRC
  _string = [string copy];
 }
 }
}

- (NSString *) string{
 @synchronized(self) {
 return _ string;
 }
}

nonatomic:

相对而言，通过nonatomic修饰的属性，并没有做锁的操作，多线程同时进行setter/getter操作，并不能保证得到一个完整的value，所以相对atomic来说nonatomic修饰的属性访问速度更快，而且平时对线程安全我们更倾向于使用信号量、NSLock和synchronized去控制线程安全，他们都能保证代码块的原子性，所以几乎所有的属性都用nonatomic去修饰。

三、assign、weak与strong

assign:

一般来说，我们都用assign去修饰OC的基本数据类型，but why？

因为assign并不会使对象的引用计数加1，也就是说如果用assign去修饰一个对象，这个对象会立即被释放，重要的是assgin在被释放的时候是不会自动置为nil，还是保留对象的指针地址，会形成野指针，这个时候向其发送消息就会崩溃，简单实验的代码如下：

@interface MySecondClass : NSObject

@property (nonatomic, assign) NSMutableArray * array;

@end

- (void) testMethodTwo{
 MySecondClass * class = [[MySecondClass alloc] init];
 self.secondClass = class;
 self.secondClass.array = [NSMutableArray array];
 [self.secondClass.array addObject:@(0)];
}

在运行到最后一步的时候程序会崩溃报EXC_BAD_ACCESS的错误，如果打断点的话会发现在执行到这步的时候array还是有地址的。

weak:

如果把上面的代码
@property (nonatomic, assign) NSMutableArray * array;换成
@property (nonatomic, weak) NSMutableArray * array;

.这个时候程序并不会崩溃，如果你打个断点的话会发现array被自动置为nil，而OC的特性使得像nil发送消息并不会崩溃，这就是weak和assgin最大的区别，此外weak必须用于修饰对象，这和他自动置为nil相关，如果强行使用weak修饰基本数据类型，编译器会报一个大大的红色错误！

strong:

strong的作用和assign和weak恰恰相反，strong也是属性默认的修饰词，代表着被修饰的对象引用计数+1

如果把上面的代码
@property (nonatomic, assign) NSMutableArray * array;换成
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray * array;

self.secondClass.array = [NSMutableArray array];

最后一句代码可以解释为[NSMutableArray array]创造了一个对象A，此时A的引用计数为1，self.secondClass.array做为对象B，把A赋值给B的时候，A的引用计数加1，此时A的引用计数为2，B指向了A，然后编译器会自动对A进行释放操作(因为是局部变量)，A的引用计数-1。在拥有B的对象不释放的时候，A的引用计数永远不可能为0，除非你手动释放或者把B指向一个新的对象，这样A永远不会被释放，这就是所谓的强引用。

weak和strong的区别：weak和strong不同的是 当一个对象不再有strong类型的指针指向它的时候 它会被释放 ，即使还有weak型指针指向它。一旦最后一个strong型指针离去 ，这个对象将被释放，所有剩余的weak型指针都将被清除。

copy与retain：

• copy其实是建立了一个相同的对象，而retain不是.
• copy是内容拷贝，retain是指针拷贝.
• copy是内容的拷贝 ,对于像NSString,的确是这样，如果拷贝的是NSArray这时只是copy了指向array中相对应元素的指针.这便是所谓的"浅复制".

atomic是Objc使用的一种线程保护技术，基本上来讲，是防止在写未完成的时候被另外一个线程读取，造成数据错误。而这种机制是耗费系统资源的，所以在iPhone这种小型设备上，如果没有使用多线程间的通讯编程，那么nonatomic是一个非常好的选择。

四、copy与mutableCopy

苹果官网对对象拷贝的说法

在说copy与mutableCopy之前我们先看看官方文档对深拷贝与浅拷贝的阐释，如下

深拷贝：

对象拷贝 - 重新申请一片内存保留这个对象，与原对象之间没有半点关系。

浅拷贝：

指针拷贝 - 实际上相当于引用计数+1，被拷贝的和拷贝的引用同一个对象。

接下来我们分两个方面做测试：

1.对非集合类对象的copy操作，以NSString为例

对immutableObject做copy操作

 NSString * string = [NSString stringWithFormat:@"1"];
 NSString * copyString = [string copy];
 NSString * mutableCopyString = [string mutableCopy];
 NSLog(@"string:%p", string);
 NSLog(@"copyString:%p", copyString);
 NSLog(@"mutableCopyString:%p", mutableCopyString);

Log如下：

2018-03-19 15:51:38.785253+0800 PropertyDesc[10283:759804] string:0xa000000000000311
2018-03-19 15:51:38.785435+0800 PropertyDesc[10283:759804] copyString:0xa000000000000311
2018-03-19 15:51:38.785518+0800 PropertyDesc[10283:759804] mutableCopyString:0x608000055150

可以看出对string和copyString的地址是一样的，而mutableCopyString则不同。

对mutableObject做copy操作

 NSMutableString * string = [NSMutableString stringWithFormat:@"1"];
 NSString * copyString = [string copy];
 NSString * mutableCopyString = [string mutableCopy];
 NSLog(@"string:%p - %@", string, string);
 NSLog(@"copyString:%p - %@", copyString, copyString);
 NSLog(@"mutableCopString:%p - %@", mutableCopyString, mutableCopyString);
 [string appendString:@",2"];
 NSLog(@"copyString:%p - %@", copyString, copyString);
 NSLog(@"mutableCopString:%p - %@", mutableCopyString, mutableCopyString);

Log如下：

2018-03-19 15:51:38.785670+0800 PropertyDesc[10283:759804] string:0x60400005a940 - 1
2018-03-19 15:51:38.785784+0800 PropertyDesc[10283:759804] copyString:0xa000000000000311 - 1
2018-03-19 15:51:38.785834+0800 PropertyDesc[10283:759804] copyString:0xa000000000000311 - 1
2018-03-19 15:51:38.785891+0800 PropertyDesc[10283:759804] mutableCopyString:0x60400005a910 - 1
2018-03-19 15:51:38.786037+0800 PropertyDesc[10283:759804] mutableCopyString:0x60400005a910 - 1

可以看出对string与copyString、mutableCopyString三者的地址都是不同的。

即使改变了原string的value，copyString与mutableCopystring也没有改变，这与下文对集合类对象得出的结论正好相反。

结论：

对 immutableObject进行 copy 操作是指针拷贝，mutableCopy 操作时对象拷贝。

对 mutable Object进行 copy 和 mutableCopy 都是对象拷贝。简单的表格图如下：

2.对集合类对象的copy操作

对immutableObject做copy操作

 NSArray * array = [NSArray arrayWithObject:@"1"];
 NSArray * copyArry = [array copy];
 NSMutableArray * mutableCopyArray = [array mutableCopy];
 
 NSLog(@"array:%p", array);
 NSLog(@"copyArry:%p", copyArry);
 NSLog(@"mutableCopyArray:%p", mutableCopyArray);

Log如下

2018-03-19 15:51:38.786167+0800 PropertyDesc[10283:759804] array:0x6000000094c0
2018-03-19 15:51:38.786278+0800 PropertyDesc[10283:759804] copyArray:0x6000000094c0
2018-03-19 15:51:38.786385+0800 PropertyDesc[10283:759804] mutableCopyArray:0x600000240030

可以看出array与copyArray的地址是一样的，而mutableCopyArray则不同。

对mutableObject做copy操作

 NSMutableString * string = [NSMutableString stringWithFormat:@"1"];
 NSMutableArray * array = [NSMutableArray arrayWithObject:string];
 NSArray * copyArry = [array copy];
 NSMutableArray * mutableCopyArray = [array mutableCopy];
 
 NSLog(@"array:%p", array);
 NSLog(@"copyArry:%p", copyArry);
 NSLog(@"mutableCopyArray:%p", mutableCopyArray);
 [array addObject:@"2"];
 [string appendString:@"1"];
 
 NSLog(@"array:%p - %@", array, array);
 NSLog(@"copyArry:%p - %@", copyArry, copyArry);
 NSLog(@"mutableCopArray:%p - %@", mutableCopyArray, mutableCopyArray);

Log如下

2018-03-26 13:36:38.786499+0800 PropertyDesc[10283:759804] array:0x600000240150
2018-03-26 13:36:38.786600+0800 PropertyDesc[10283:759804] copyArry:0x6000000095f0
2018-03-26 13:36:38.786698+0800 PropertyDesc[10283:759804] mutableCopyArray:0x6000002400f0
2018-03-26 13:36:38.786865+0800 PropertyDesc[10283:759804] array:0x600000240150 - (
    11,
    2
)
2018-03-26 13:36:38.787018+0800 PropertyDesc[10283:759804] copyArry:0x6000000095f0 - (
    11
)
2018-03-26 13:36:38.787142+0800 PropertyDesc[10283:759804] mutableCopyArray:0x6000002400f0 - (
    11
)

What??不管是copy还是mutableCopy我们可以看到当我们修改了string的值后，数组中的值都变了，但是在 [array addObject:@"2"];的时候两个复制出来的数组的对象并没有变化？

这里我们要提到一个新概念 不完全深拷贝（也有人说是单层深拷贝 ）------ 即虽然新开辟了内存地址，但是存放在内存上的值（也就是数组里的元素仍然指向原数组元素值，并没有另外复制一份），所以说上文中的array和mutableCopArray类似于有一个或多个相交点的相交链表。

而且我们也可以看到不管是copy还是mutableCopy都是不完全深拷贝，三者的地址都是不一样的。

结论：

对immutableObject做copy是指针拷贝，做mutableCopy是不完全深拷贝。

对mutableObject做copy或mutableCopy都是不完全深拷贝。

有趣的是，这与上文的结论有类似之处。简单的表格图如下：

并且如果打个断点可以发现对任何对象做copy操作返回的是一个不可变的对象，对任何对象做mutableCopy返回的是一个可变的对象（有兴趣的请自行验证）。

五、是用copy还是strong？

通过上述对copy与strong的描述，copy和strong最终都会返回一个引用计数为1的对象，所以单单从内存管理上说copy和strong并无任何区别，但是copy始终会返回一个不可变对象，他的值是不会被修改的。

而strong不同，被strong修饰的对象，可能会被可变对象赋值，从而在外部导致不可预料的被更改的情况。

总而言之，是否使用copy或strong还是根据具体场景来定，这里还有个性能优化的小技巧，如果copy的是可变的对象，会对它做一次完全深拷贝/不完全深拷贝，性能上是肯定不如strong直接引用计数+1来的快。

六、结尾

这次的修饰词讲解到此就告一段落了，然后想一下这周写什么样的文章。