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Objective-C的@property的详细解读

文章目录
  1. @property的前世今生
  2. @property与@synthesize
  3. @property与取值、设值方法
  4. @property的特质
    1. 原子性
    2. 可读、可写权限
    3. 内存管理方式
    4. setter和getter方法名
    5. 特别注意
  5. @property与KVO

@property在Objective-C中，我们称为属性。它与实例变量有密不可分的关系，从而会涉及到内存管理、KVO等诸多细节问题。

看了很多代码，不少人对使用@property的使用习惯和认识也有一些不合理的地方，所以写这篇文章来谈谈@property的正确使用姿势。

鄙人水平有限，若文章内容存在错误，欢迎您在评论中指正，我会感激不尽。

@property的前世今生

在Java、C++中我们一般都会为实例变量添加访问权限声明@public、@private和@protect，但在Objective-C中，我们通常不会为实例变量添加权限声明的。由于Objective-C是一门动态的语言，允许开发者随时（甚至在运行时）向应用添加实例变量，所以在Objective-C中，没有采用这种方法。

面向对象思想有一个非常重要的性质，封装性。上述的权限声明正是为了保障封装性而产生的。即对外只公开需要公开的属性和方法，内部隐藏起实现细节和并没有必要对外公开的属性和方法。而为了这个封装性，通常情况下我们还会定义为此定义setter和getter方法。

@property是一条编译器指令，用于编译器为实例变量自动生成setter和getter方法。通常在Objective-C中，我们会在头文件中将需要暴露出来的实例变量的属性@property给出，不希望暴露的，可将该实例变量的属性@property写在类的实现文件的扩展（extension）中。

举个栗子：

这是.h头文件的内容，希望暴露出的属性写在这里，其他类可以通过.语法来访问name和birthday两个属性。

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@interface Student : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@end

对于不希望暴露给外界的属性，写在实现文件中，以extension的形式出现。.m实现文件内容如下：

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@interface Student ()
@property (nonatomic, copy) NSString *girlFriendName;
@end
@implementation Student
@end

这样，我们可以在所有import了.h文件的地方使用name这个字符串，权限类似于C++中的Public；girlFriendName只能在Student类的内部使用，即使是Student的子类也不能使用，权限类似于C++中的Private。

@property与@synthesize

在有些教程中，我们会发现有提到@property与@synthesize要配对使用。然后我们尝试不写@synthesize，于是发现仍能正常执行，甚至正常通过“.”点语法（语法糖）和取值、设值方法来访问实例变量。那么问题来了，@synthesize的意义到底是什么呢？

查了一下资料，在Xcode 4.0版本之前，确实是不写@synthesize不行，后来版本中的LLVM优化了这个语法，只写@property不写@synthesize也可以自动合成setter和getter方法。自动合成的属性所对应的实例变量名就是属性名在前面加“_”，如果我们不想使用这个实例变量名，就可以使用@synthesize来指定实例变量名字。如@synthesize content = textContent;。但实例变量中使用下划线作为开头，已经成了广大开发者约定俗成的习惯，所以如果没有特殊需求，建议还是遵循规范，不需要写@synthesize，直接声明属性@property。

@property与取值、设值方法

这一块直接举个例子，一目了然地说明：

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@interface Student : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, strong) NSDate *birthday;
@end

这样一段属性声明，等同于自动合成的结果：

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@interface Student : NSObject
- (NSString *)name;
- (NSDate *)birthday;
- (void)setName:(NSString *)name;
- (void)setBirthday:(NSDate *)birthday;
@end

关于点语法，其实只是Objective-C提供的语法糖。我们在使用点语法访问属性的时候，其实是调用了取值方法“getter”。

@property的特质

我们在前面的例子里，@property后跟了一个括号，里面写了几个关键字，这几个关键字正是@property的特质。特质规定了自动合成的“setter”与“getter”的具体细节。特质具有四类：原子性、可读可写、内存管理、取设值方法名。

原子性

在操作系统的学习中我们了解到，一个操作具有原子性表明这个操作不可分割，即最基本的操作。这关乎到线程是否安全的问题：多个线程可能同时访问一个属性。如果一个属性不具备原子性，就不会使用同步锁。在iOS开发时，我们极大多数情况都用nonatomic非原子性，而在OS X开发时，会使用到atomic原子性。这样做的原因是在iOS中使用同步锁，性能开销较大，在极少数需要加锁保护线程安全的时候，我们还需要更底层的锁机制。

可读、可写权限

这个特质有两个选项，readwrite和readonly，分别对应读写权限和只读权限。只读权限编译器并不会合成“setter”。默认情况，该特质为readwrite。

内存管理方式

setter方法中赋值的方式，决定了内存管理中引用计数的变化。

这个特质有非常多的选项，我们依次说明。

  • assign：只对简单数据类型进行赋值操作。简单数据类型包括NSInteger、CGFloat等。
  • weak：不对该属性具备拥有关系。此时的setter方法并不会改变对象的引用计数，如果该对象的拥有者全都release了，那么该对象会彻底释放，该weak指针会被置为空nil。
  • strong：对该属性具备拥有关系。此时的setter方法会retain新的对象，release旧的对象。如果旧的对象之前引用计数为1，那么在这次重新赋值时就会被彻底释放。
  • copy：在setter中，会把该对象复制一份并赋给该属性。我们说复制有两种，『浅拷贝』和『深拷贝』，『浅拷贝』是指对指针的复制，对象本身的内存区域没有变化，新指针指向的还是原有内存区域；『深拷贝』是指对内存区域存储的数据进行的复制，指针会指向新的内存区域。特别注意的是，如果是对可变对象的使用copy特质不会改变引用计数，为深拷贝；如果是不可变对象使用copy特质，就是浅拷贝，引用计数++，此时和strong完全相同。通常情况下，我们对可变对象使用copy特质。当类型为NSString时，我们也应该对其加以copy特质，因为setter中的新值可能是一个NSMutableString。
  • unsafe_unretained：不对该属性具备拥有关系，但和weak的区别在于指针所指向的对象被彻底释放时，该属性的指针不会被置为空nil。
  • retain：这是以前在MRC内存管理方式下的属性，在setter方法中对新值retain。ARC中已经弃用！

关于可变对象要使用copy特质：为了保证封装性，setter方法是属性的设值方法，但可变对象可能会在不经过setter方法的情况下，改变自身的值，这样破坏了原有的封装性。所以要对可变对象做copy操作，深拷贝出一份不可变的对象。

setter和getter方法名

可以通过这个特质来指定取值、设值方法的方法名。

用法直接举例：

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@property (nonatomic, assign, getter = isOpen) BOOL open;

setter设值方法用法和上面例子用法相同，只是不太常用。

特别注意

这些特质都指明了自动合成取设值方法的诸多细节，如果我们开发者想自己实现取设值方法，必须要遵守@property中声明的特质，否则会造成误会，甚至奇怪的bug。

@property与KVO

KVO全称是Key-Value Observing，是Objective-C语言中的一种核心机制，我们一般翻译为键值观察。至于KVO的实现方式，相信很多人也知道，就是继承该类并重写setter方法，当调用setter方法的时候，通知监听器回调。前文说到了，@property可以自动合成setter，所以这里正是它和KVO之间千丝万缕的关系。

我们访问变量有几种方式，遵循Objective-C调用方法的方式访问[self variableName]是一种，self.variableName语法糖是一种，直接访问实例变量_variableName也是一种，这三种方式有什么区别呢？

  • 方法调用[self variableName]

    如前文所讲，这种方式正是使用了getter方法，通过getter返回值的来访问到实例变量的值，遵循良好的封装性。

  • 点语法糖self.variableName

    正如它的名字一样，这种方式其实只是一种语法糖，其背后根本上还是调用getter方法。

  • 直接访问实例变量_variableName不经过取设方法，直接访问实例变量所在内存位置。优点在于不经过方法调用，速度更快。

同样看一下设值的方式呢，也有如下三种：

  • 方法调用[self setVariableName]

    使用setter来设值。

  • 点语法糖self.variableName = @"talisk"

    语法糖，背后同样是setter方法。

  • 直接访问实例变量_variableName = @"talisk"

    不经过设值方法，将新值赋给实例变量所在内存区域。优点还是不经过方法调用，速度更快。然而问题也很明显，用这种方式改变值KVO失效，跳过了setter中内存管理的特质。比如你给某个字符串赋了mutable可变字符串，若该属性内存管理特质为copy，此时通过setter设值会深拷贝一份不可变字符串，但直接访问该实例变量不通过setter会导致没有拷贝出一份不可变字符串。

对于这样的问题，我们大概可以总结出最佳使用姿势：

在需要设值的地方，我们通过setter设值方法设值；当需要取值的时候，我们采用直接访问实例变量的方式。

另外要注意，初始化方法中，没有特殊需要，应该尽量直接访问实例变量。