OC - 屬性關鍵字和全部權修飾符

1. 屬性關鍵字有哪些？

分類	屬性關鍵字
原子性	atomic、nonatomic
讀寫權限	readwrite、readonly、setter、getter
內存管理	assign、weak、unsafe_unretained、retain、strong、copy
可空性	(nullable、_Nullable 、__nullable)、 (nonnull、_Nonnull、__nonnull)、 (null_unspecified、_Null_unspecified 、__null_unspecified)、 null_resettable

1.1 原子性

屬性關鍵字	用法
atomic	原子性（默認），編譯器會自動生成互斥鎖，對 setter 和 getter 方法進行加鎖，能夠保證屬性的賦值和取值的原子性操做是線程安全的，但不包括操做和訪問。 好比說 atomic 修飾的是一個數組的話，那麼咱們對數組進行賦值和取值是能夠保證線程安全的。可是若是咱們對數組進行操做，好比說給數組添加對象或者移除對象，是不在 atomic 的負責範圍以內的，因此給被 atomic 修飾的數組添加對象或者移除對象是沒辦法保證線程安全的。
nonatomic	非原子性，通常屬性都用 nonatomic 進行修飾，由於 atomic 很是耗時。

1.2 讀寫權限

屬性關鍵字	用法
readwrite	可讀可寫（默認），同時生成 setter 方法和 getter 方法的聲明和實現。
readonly	只讀，只生成 getter 方法的聲明和實現。
setter	能夠指定生成的 setter 方法名，如 setter = setName。
getter	能夠指定生成的 getter 方法名，如 getter = getName。

1.3 內存管理

屬性關鍵字	用法
assign	1. 既能夠修飾基本數據類型，也能夠修飾對象類型； 2. setter 方法的實現是直接賦值，通常用於基本數據類型 ； 3. 修飾基本數據類型，如 NSInteger、BOOL、int、float 等； 4. 修飾對象類型時，不增長其引用計數； 5. 會產生懸垂指針（懸垂指針：assign 修飾的對象在被釋放以後，指針仍然指向原對象地址，該指針變爲懸垂指針。這時候若是繼續經過該指針訪問原對象的話，就可能致使程序崩潰）。
weak	1. 只能修飾對象類型； 2. ARC 下才能使用； 3. 修飾弱引用，不增長對象引用計數，主要能夠用於避免循環引用； 4. weak 修飾的對象在被釋放以後，會自動將指針置爲 nil，不會產生懸垂指針。
unsafe_unretained	1. 既能夠修飾基本數據類型，也能夠修飾對象類型； 2. MRC 下常用，ARC 下基本不用； 3. 同 weak，區別就在於 unsafe_unretained 會產生懸垂指針。
retain	1. MRC 下使用，ARC 下基本使用 strong； 2. 修飾強引用，將指針原來指向的舊對象釋放掉，而後指向新對象，同時將新對象的引用計數加1； 3. setter 方法的實現是 release 舊值，retain 新值，用於OC對象類型。
strong	1. ARC 下才能使用； 2. 原理同 retain； 3. 可是在修飾 block 時，strong 至關於 copy，而 retain 至關於 assign。
copy	setter 方法的實現是 release 舊值，copy 新值，用於 NSString、block 等類型。

1.4 可空性

Apple Blog：Nullability and Objective-C

蘋果在 Xcode 6.3 引入的一個 Objective-C 的新特性nullability annotations。這些關鍵字能夠用於屬性、方法返回值和參數中，來指定對象的可空性，這樣編寫代碼的時候就會智能提示。在 Swift 中可使用?和!來表示一個對象是optional的仍是non-optional，如UIView?和UIView!。而在 Objective-C 中則沒有這一區分，UIView便可表示這個對象是optional，也可表示是non-optioanl。這樣就會形成一個問題：在 Swift 與 Objective-C 混編時，Swift 編譯器並不知道一個 Objective-C 對象究竟是optional仍是non-optional，所以這種狀況下編譯器會隱式地將 Objective-C 的對象當成是non-optional。引入nullability annotations一方面爲了讓 iOS 程序員平滑地從 Objective-C 過渡到 Swift，另外一方面也促使開發者在編寫 Objective-C 代碼時更加規範，減小同事之間的溝通成本。

關鍵字__nullable和__nonnull是蘋果在 Xcode 6.3 中發行的。因爲與第三方庫的潛在衝突，蘋果在 Xcode 7 中將它們更改成_Nullable和_Nonnull。可是，爲了與 Xcode 6.3 兼容，蘋果預約義了宏__nullable和__nonnull來擴展爲新名稱。同時蘋果一樣還支持沒有下劃線的寫法nullable和nonnull，它們的區別在與放置位置不一樣。

注意：此類關鍵詞僅僅提供警告，並不會報編譯錯誤。只能用於聲明對象類型，不能聲明基本數據類型。

屬性關鍵字	用法
nullable、_Nullable 、__nullable	對象能夠爲空，區別在於放置位置不一樣
nonnull、_Nonnull、__nonnull	對象不能爲空，區別在於放置位置不一樣
null_unspecified、_Null_unspecified 、__null_unspecified	未指定是否可爲空，區別在於放置位置不一樣
null_resettable	1. getter 方法不能返回爲空，setter 方法能夠爲空； 2. 必須重寫 setter 或 getter 方法作非空處理。不然會報警告Synthesized setter 'setName:' for null_resettable property 'name' does not handle nil

使用示例

• 聲明屬性

@property (nonatomic, copy, nullable) NSString * param;
@property (nonatomic, copy) NSString * _Nullable param;
@property (nonatomic, copy) NSString * __nullable param;
複製代碼

• 修飾方法返回值

- (nullable NSString *)method;
- (NSString * _Nullable)method;
- (NSString * __nullable)method;
複製代碼

• 修飾方法參數

- (void)methodWithParam:(nullable NSString *) param;
- (void)methodWithParam:(NSString * _Nullable) param;
- (void)methodWithParam:(NSString * __nullable) param;
複製代碼

• 例外狀況：對於雙指針類型對象 、Block 的返回值、Block 的參數等，這時候就不能用nonnull/nullable修飾，只能用帶下劃線的__nonnull/__nullable或者 _Nonnull/_Nullable：

- (void)methodWithError:(NSError * _Nullable * _Nullable)error
- (void)methodWithError:(NSError * __nullable * __nullable)error;
複製代碼

- (void)methodWithBlock:(nullable id __nonnull  (^)(id __nullable params))block;
複製代碼

使用效果

@interface AAPLList : NSObject <NSCoding, NSCopying>
// ...
- (AAPLListItem * _Nullable)itemWithName:(NSString * _Nonnull)name;
@property (copy, readonly) NSArray * _Nonnull allItems;
// ...
@end

// --------------

[self.list itemWithName:nil]; // warning!
複製代碼

Audited Regions：Nonnull 區域設置

若是每一個屬性或每一個方法都去指定nonnull和nullable，將是一件很是繁瑣的事。蘋果爲了減輕咱們的工做量，專門提供了兩個宏：NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN和NS_ASSUME_NONNULL_END。在這兩個宏之間的代碼，全部簡單指針類型都被假定爲nonnull，所以咱們只須要去指定那些nullable指針類型便可。示例代碼以下：

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface AAPLList : NSObject <NSCoding, NSCopying>
// ...
- (nullable AAPLListItem *)itemWithName:(NSString *)name;
- (NSInteger)indexOfItem:(AAPLListItem *)item;

@property (copy, nullable) NSString *name;
@property (copy, readonly) NSArray *allItems;
// ...
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END

// --------------

self.list.name = nil;   // okay

AAPLListItem *matchingItem = [self.list itemWithName:nil];  // warning!
複製代碼

使用規範：

• 對於屬性、方法返回值、方法參數的修飾，使用：nonnull/nullable；
• 對於 C 函數的參數、Block 的參數、Block 返回值的修飾，使用：_Nonnull/_Nullable，建議棄用__nonnull/__nullable。

爲了安全起見，蘋果還制定瞭如下幾條規則：

• typedef類型的的可空性一般依賴於上下文，即便在 Audited Regions 中也不能假定它爲nonnull；
• 對於複雜的指針類型（如id *）必須明確指定它的可空性。例如，指定一個指向nullable對象的nonnull指針，可使用_Nullable id * _Nonnull；
• 特殊類型的NSError **常常用於經過方法參數返回錯誤，所以始終假定它是指向nullable的NSError對象的nullable的指針。

2.全部權修飾符

全部權修飾符	用法
__strong	1. 強引用持有對象，能夠對應 strong、retain、copy 關鍵字。 2. 編譯器將爲 strong、retain、copy 修飾的屬性生成帶 __strong 全部權修飾符的實例變量。
__weak	1. 弱引用持有對象，對應 weak 關鍵字，ARC下用來防止循環引用。 2. 編譯器將爲 weak 修飾的屬性生成帶 __weak 全部權修飾符的實例變量。
__unsafe_unretained	1. 弱引用持有對象，對應 unsafe_unretained、assign 關鍵字，MRC下用來防止循環引用。 2. 編譯器將爲 unsafe_unretained 修飾的屬性生成帶 __unsafe_unretained 全部權修飾符的實例變量。 3. 與 __weak 相比，它不須要遍歷 weak 表來檢查對象是否 nil，性能上要更好一些。可是它會產生懸垂指針。
__autoreleasing	在 MRC 中咱們能夠給對象發生 autorelease 消息來將它註冊到 autoreleasepool 中，而在 ARC 中咱們可使用 __autoreleasing 修飾符修飾對象將對象註冊到 autoreleasepool 中。

關於全部權修飾符的詳細解釋，能夠參閱《iOS - 老生常談內存管理（三）：ARC 面世》。

3.相關面試題

Q：atomic 修飾的屬性是怎麼樣保存線程安全的？

答： 編譯器會自動生成互斥鎖，對 setter 和 getter 方法進行加鎖，能夠保證屬性的賦值和取值原子性操做是線程安全的，但不包括操做和訪問。
好比說atomic修飾的是一個數組的話，那麼咱們對數組進行賦值和取值是能夠保證線程安全的。可是若是咱們對數組進行操做，好比說給數組添加對象或者移除對象，是不在atomic的負責範圍以內的，因此給被atomic修飾的數組添加對象或者移除對象是沒辦法保證線程安全的。

Q：何時使用 weak/__weak 關鍵字？

• ① ARC 中爲了不循環引用而使用，可讓相互引用的對象中的一個使用weak/__weak弱引用修飾，經常使用於對delegate和block的修飾；
• ② Interface Builder 中 IBOutlet 修飾的控件通常也是用weak。

Q：assign 和 weak 關鍵字的區別有哪些？

• ① weak只能修飾對象，而assign既能夠修飾對象也能夠修飾基本數據類型；
• ② assign修飾的對象在被釋放後，指針仍然指向原對象地址；而weak修飾的對象在被釋放以後會自動置指針爲 nil；
• ③ 相同點：在修飾對象的時候，assign和weak都不改變對象的引用計數。

Q：如下代碼會出現什麼問題？（深淺拷貝）

@property (copy) NSMutableArray *array;
複製代碼

答： 不論賦值過來的是NSMutableArray仍是NSArray對象，進行copy操做後都是NSArray對象（深拷貝）。因爲屬性被聲明爲NSMutableArray類型，就不可避免的會有調用方去調用它的添加對象、移除對象等一些方法，此時因爲copy的結果是NSArray不可變對象，對NSArray對象調用添加對象、移除對象等方法，就會產生程序異常。

參考

Nullability and Objective-C（Apple Blog）