你要知道的@property都在這里

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本文大綱

• Apple Adopting Modern Objective-C翻譯
• @property基本用法
• @property修飾符詳解
• @property進階話題: 深入代碼理解

Apple在Adopting Modern Objective-C一文中介紹了現(xiàn)代化OC的寫法，其中就介紹盡量使用@property定義類的屬性，先來看看蘋果是怎么介紹property的。

Apple Official Property Introduction

Objective-C的屬性(property)是通過用@property定義的公有或私有的方法。例如:
@property(readonly, getter=isBlue) BOOL blue;

屬性捕獲了對象的狀態(tài)。它們反映了對象的固有屬性(intrinsic attributes)以及對象與其他對象之間的關(guān)系。屬性（property）提供了一種安全、便捷的方式來與這些屬性(attribute)交互，而不需要手動編寫一系列的訪問方法，如果需要的話可以自定義getter和setter方法來覆蓋編譯器自動生成的相關(guān)方法。

盡量多的使用屬性（property）而不是實例變量（attribute）因為屬性（property）相比實例變量有很多的好處:

• 自動合成getter和setter方法。當聲明一個屬性(property)的時候編譯器默認情況下會自動生成相關(guān)的getter和setter方法
• 更好的聲明一組方法。因為訪問方法的命名約定，可以很清晰的看出getter和setter的用處。
• 屬性(property)關(guān)鍵詞能夠傳遞出相關(guān)行為的額外信息。屬性提供了一些可能會使用的特性來進行聲明，包括assign(vscopy),weak,strong,atomic(vsnonatomic),readwrite,readonly等。

屬性方法遵守一個簡單的命名約定。getter的名字與屬性名相同(如:屬性名為date則getter的名字也為date)，setter的名字則是屬性名字加上set前綴并采用駝峰命名規(guī)則(如:屬性名為date則setter的名字為setDate)。布爾類型的屬性還可以定義一個以is開頭的getter方法，如：

@property (readonly, getter=isBlue) BOOL blue;

如果按照上面的方法聲明則以下所有訪問方式都正確:

if (color.blue) {}
if (color.isBlue) {}
if ([color isBlue]) {}

當決定什么東西可以作為一個屬性的時候，需要注意以下這些不屬于屬性:

• init方法
• copy和mutableCopy方法
• 類工廠方法
• 開啟某項操作并返回一個BOOL結(jié)果的方法
• 明確的改變了一個getter的內(nèi)部狀態(tài)的副作用方法

除此之外，在你的代碼中使用屬性特性的時候請考慮以下規(guī)則:

• 一個可讀寫(read/write)的屬性有兩個訪問方法。setter方法是有一個參數(shù)的無返回值方法，getter方法是沒有參數(shù)的且有一個返回值的方法，返回值類型與屬性聲明的類型一致。如果將這組方法轉(zhuǎn)換成一個屬性，就可以用readwrite關(guān)鍵字來標記它(默認即為readwrite可不寫)。
• 一個只讀(read-only)的屬性只有一個訪問方法。即getter方法，它不接受任何參數(shù)，并且返回一個值。如果將這個方法轉(zhuǎn)換成一個屬性，就可以用readonly關(guān)鍵字標記它。
• getter方法應(yīng)當是冪等(idempotent)的(如果一個getter方法被調(diào)用兩次，那么第二次調(diào)用時返回的結(jié)果應(yīng)該和第一調(diào)用時返回的結(jié)果相同)。然而，如果一個getter方法每次調(diào)用時，是被用于計算結(jié)果，這是可以接受的。

如何適配

識別出一組可以被轉(zhuǎn)換成一個屬性的方法，如這些方法：

- (NSColor *)backgroundColor;
- (void)setBackgroundColor:(NSColor *)color;

用@property語法和適當?shù)年P(guān)鍵字將它們定義成一個屬性：

@property (copy) NSColor *backgroundColor;

有關(guān)屬性關(guān)鍵詞和其他注意事項，可以閱讀Encapsulating Data。
或者，你也可以使用Xcode中的modern Objective-C轉(zhuǎn)換器來自動轉(zhuǎn)換你的代碼。參考Refactoring Your Code Using Xcode。

@property基本用法

手工創(chuàng)建getter與setter

@interface Person : NSObject
{
    NSString *_name;
    NSUInteger _age;
}

- (void)setName:(NSString*)name;
- (NSString*)name;
- (void)setAge:(NSUInteger)age;
- (NSUInteger)age;

@end

@implementation Person

- (void)setName:(NSString*)name {
    _name = [name copy];
}

- (NSString*)name {
    return _name;
}

- (void)setAge:(NSUInteger)age {
    _age = age;
}

- (NSUInteger)age {
    return _age;
}

@end

上述代碼就是手動創(chuàng)建變量的getter和setter的實現(xiàn)，getter和setter本質(zhì)就是符合一定命名規(guī)范(前文Apple Official Property Introduction有講解)的實例方法。

具體使用方法如下

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *p = [[Person alloc] init];
        //函數(shù)調(diào)用name的setter
        [p setName:@"Jiaming Chen"];
        //函數(shù)調(diào)用age的setter
        [p setAge:22];
        //函數(shù)調(diào)用name和age的getter，輸出 Jiaming Chen 22
        NSLog(@"%@ %ld", [p name], [p age]);
    }
    return 0;
}

通過調(diào)用方式可以看出，setter和getter本質(zhì)就是實例方法，可以通過函數(shù)調(diào)用的方式來使用。
為了方便使用，Objective-C允許使用點語法來訪問getter和setter。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *p = [[Person alloc] init];
        //使用點語法訪問name的setter
        p.name = @"Jiaming Chen";
        //使用點語法訪問age的setter
        p.age = 22;
        //使用點語法訪問name和age的getter，輸出 Jiaming Chen 22
        NSLog(@"%@ %ld", p.name, p.age);
    }
    return 0;
}

使用點語法訪問的方式本質(zhì)還是調(diào)用了我們手動創(chuàng)建的setter和getter。
當有很多變量需要設(shè)置時，這樣手工創(chuàng)建setter和getter的方式難免很繁瑣，因此合成存取方法就誕生了。

合成存取方法

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString* name;
@property (nonatomic, assign) NSUInteger age;

@end

@implementation Person

@synthesize name = _name;
@synthesize age = _age;

@end

在聲明一個屬性（property）的時候盡量使用Foundation框架的數(shù)據(jù)類型，如整形使用NSInteger或NSUInteger表示，時間間隔的浮點類型使用NSTimeInterval表示，這樣代碼數(shù)據(jù)類型更統(tǒng)一。

上面的代碼使用@property聲明兩個屬性name和age并為其設(shè)置了一些指示符(nonatomic,copy,assign等，下文會詳細介紹)。
@synthesize表示為這兩個屬性自動生成名為_name和_age的底層實例變量，并自動生成相關(guān)的getter和setter也可以不寫編譯器默認會自動生成'_屬性名'的實例變量以及相關(guān)的getter和setter。
這里所說的編譯器自動生成的實例變量就如同我們在上文中手動創(chuàng)建setter和getter時聲明的變量_name和_age。也就是說編譯器會在編譯時會自動生成并使用_name和_age這兩個變量來存儲這兩個屬性，跟name和age沒什么關(guān)系了，只是我們在上層使用這兩個屬性的時候可以用name和age的點語法來訪問getter和setter。如果不想使用這兩個名字用于底層的存儲也可以任意命名，但最好按照官方的命名原則來命名。

也可以自定義getter和setter方法來覆蓋編譯器默認生成的方法，就如同手動創(chuàng)建getter和setter一樣。

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString* name;
@property (nonatomic, assign) NSUInteger age;

@end

@implementation Person

//編譯器會幫我們自動生成_name和_age這兩個實例變量，下面代碼就可以正常使用這兩個變量了
@synthesize name = _name;
@synthesize age = _age;

- (void)setName:(NSString*)name {
    //必須使用_name來賦值，使用self.name來設(shè)置值時編譯器會自動轉(zhuǎn)為調(diào)用該函數(shù)，會導致無限遞歸
    //使用_name則是直接訪問底層的存儲屬性，不會調(diào)用該方法來賦值
    //這里使用copy是為了防止NSMutableString多態(tài)
    _name = [name copy];
}

- (NSString*)name {
    //必須使用_name來訪問屬性值，使用self.name來訪問值時編譯器會自動轉(zhuǎn)為調(diào)用該函數(shù)，會造成無限遞歸
    return _name;
}

@end

使用自定義的getter和setter一般是用來實現(xiàn)懶加載(lazy load)，在很多情況下很常用，比如:創(chuàng)建一個比較大的而又不一定會使用的對象，可以按照如下方法編寫。

@property (nonatomic, strong) CustomObject *customObject;

@synthesize customObject = _customObject;

- (CustomObject*) customObject {
    if (_customObject == nil) {
        //初始化操作，會調(diào)用setter方法
        self.customObject = [[CustomObject alloc] init];
        //如果按照如下方法編寫不會調(diào)用setter方法，如果自定義setter方法需要完成一些事情建議使用self.customObject的方式來設(shè)置
        //_customObject = [[CustomObject alloc] init];
    }
    return _customObject;
}

@property指示符

在聲明屬性的時候一般會帶上幾個指示符，常用指示符有

• atomic nonatomic
• readwrite readonly
• assign
• strong
• weak
• copy
• unsafe_unretained
• retain

還可以設(shè)置getter和setter對其重命名，這里不再贅述。

atomic/nonatomic

指定合成存取方法是否為原子操作，可以理解為是否線程安全，但在iOS上即時使用atomic也不一定是線程安全的，要保證線程安全需要使用鎖機制，超過本文的講解范圍，可以自行查閱。
可以發(fā)現(xiàn)幾乎所有代碼的屬性設(shè)置都會使用nonatomic，這樣能夠提高訪問性能，在iOS中使用鎖機制的開銷較大，會損耗性能。

readwrite/readonly

readwrite是編譯器的默認選項，表示自動生成getter和setter，如果需要getter和setter不寫即可。
readonly表示只合成getter而不合成setter。

assign、weak、unsafe_unretained

assign表示對屬性只進行簡單的賦值操作，不更改所賦的新值的引用計數(shù)，也不改變舊值的引用計數(shù)，常用于標量類型，如NSInteger，NSUInteger，CGFloat，NSTimeInterval等。
assign也可以修飾對象如NSString等類型對象，上面說過使用assign修飾不會更改所賦的新值的引用計數(shù)，也不改變舊值的引用計數(shù)，如果當所賦的新值引用計數(shù)為0對象被銷毀時屬性并不知道，編譯器不會將該屬性置為nil，指針仍舊指向之前被銷毀的內(nèi)存，這時訪問該屬性會產(chǎn)生野指針錯誤并崩潰，因此使用assign修飾的類型一定要為標量類型。

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, assign) NSString* name;
@property (nonatomic, assign) NSUInteger age;

@end

@implementation Person

@synthesize name = _name;
@synthesize age = _age;

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *p = [[Person alloc] init];
        //這里使用NSMutableString而不使用NSString是因為NSString會緩存字符串，后面置空的時候?qū)嶋H沒有被銷毀
        NSMutableString *s = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"Jiaming Chen"];
        //設(shè)置p.name不會增加s的引用計數(shù)，只是單純將s指向的地址賦給p.name
        p.name = s;
        //輸出兩個變量的內(nèi)存地址，可以看出是一致的
        NSLog(@"%p %p", p.name, s);
        //這里可以正常訪問name
        NSLog(@"%@ %ld", p.name, p.age);
        //將上述字符串置空，引用計數(shù)為0，對象被銷毀
        s = nil;
        //查看其地址時仍然可以訪問到，表示其仍然指向那一塊內(nèi)存
        NSLog(@"%p", p.name);
        //訪問內(nèi)容時發(fā)生野指針錯誤，程序崩潰。因為對象已經(jīng)被銷毀
        NSLog(@"%@ %ld", p.name, p.age);
    }
    return 0;
}

使用weak修飾的時候同樣不會增加所賦的新值的引用計數(shù)，也不減少舊值的引用計數(shù)，但當該值被銷毀時，weak修飾的屬性會被自動賦值為nil，這樣就可以避免野指針錯誤。

使用unsafe_unretained修飾時效果與assign相同，不會增加引用計數(shù)，當所賦的值被銷毀時不會被置為nil可能會發(fā)生野指針錯誤。unsafe_unretained與assign的區(qū)別在于，unsafe_unretained只能修飾對象，不能修飾標量類型，而assign兩者均可修飾。

為了防止多態(tài)的影響，對NSString進行修飾時一般使用copy。

下文會對weak、unsafe_unretained和copy進行詳細介紹。

strong、weak

strong表示屬性對所賦的值持有強引用表示一種“擁有關(guān)系”(owning relationship)，會先保留新值即增加新值的引用計數(shù)，然后再釋放舊值即減少舊值的引用計數(shù)。只能修飾對象。如果對一些對象需要保持強引用則使用strong。

weak表示對所賦的值對象持有弱引用表示一種“非擁有關(guān)系”(nonowning relationship)，對新值不會增加引用計數(shù)，也不會減少舊值的引用計數(shù)。所賦的值在引用計數(shù)為0被銷毀后，weak修飾的屬性會被自動置為nil能夠有效防止野指針錯誤。
weak常用在修飾delegate等防止循環(huán)引用的場景。

copy

copy修飾的屬性會在內(nèi)存里拷貝一份對象，兩個指針指向不同的內(nèi)存地址。
一般用來修飾有對應(yīng)可變類型子類的對象。
如：NSString/NSMutableString,NSArray/NSMutableArray,NSDictionary/NSMutableDictionary等。
為確保這些不可變對象因為可變子類對象影響，需要copy一份備份，如果不使用copy修飾，使用strong或assign等修飾則會因為多態(tài)導致屬性值被修改。
這里的copy還牽扯到NSCopying和NSMutableCopying協(xié)議，在下文會有簡要介紹。

@interface Person : NSObject

//使用strong修飾NSString
@property (nonatomic, strong) NSString* name;
@property (nonatomic, assign) NSUInteger age;

@end

@implementation Person

@synthesize name = _name;
@synthesize age = _age;

@end


int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *p = [[Person alloc] init];
        NSMutableString *s = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"Jiaming Chen"];
        //將可變字符串賦值給p.name
        p.name = s;
        //輸出的地址和內(nèi)容均一致
        NSLog(@"%p %p %@ %@", p.name, s, p.name, s);
        //修改可變字符串s
        [s appendString:@" is a good guy"];
        //再次輸出p.name被影響
        NSLog(@"%p %p %@ %@", p.name, s, p.name, s);
    }
    return 0;
}

copy還被用來修飾block，在ARC環(huán)境下編譯器默認會用copy修飾， 一般情況下在block需要捕獲外界數(shù)據(jù)時該block就會被分配在堆區(qū)，但在MRC環(huán)境下由于手動管理引用計數(shù)，block一般被分配在棧區(qū)，需要copy到堆區(qū)來防止野指針錯誤。由于牽扯block相關(guān)知識，有興趣可以看博客另一篇文章iOS block探究(二): 深入理解

對于可變對象類型，如NSMutableString、NSMutableArray等則不可以使用copy修飾，因為Foundation框架提供的這些類都實現(xiàn)了NSCopying協(xié)議，使用copy方法返回的都是不可變對象，如果使用copy修飾符在對可變對象賦值時則會獲取一個不可變對象，接下來如果對這個對象進行可變對象的操作則會產(chǎn)生異常，因為OC沒有提供mutableCopy修飾符，對于可變對象使用strong修飾符即可。具體栗子如下:

@interface Person : NSObject

//使用copy修飾NSMutableString
@property (nonatomic, copy) NSMutableString* name;
@property (nonatomic, assign) NSUInteger age;

@end

@implementation Person

@synthesize name = _name;
@synthesize age = _age;

@end


int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *p = [[Person alloc] init];
        NSMutableString *s = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"Jiaming Chen"];
        //將可變字符串賦值給p.name
        p.name = s;
        //輸出的地址不一致，內(nèi)容一致
        NSLog(@"%p %p %@ %@", p.name, s, p.name, s);
        //修改p.name，此時拋出異常
        [p.name appendString:@" is a good guy."];
    }
    return 0;
}

上面的栗子使用copy修飾可變對象，在進行賦值的時候會通過copy方法獲取一個不可變對象，因此p.name的地址和s的地址不同，而p.name運行時類型為NSString，調(diào)用appendString:方法會拋出異常。

所以，針對不可變對象使用copy修飾，針對可變對象使用strong修飾。

unsafe_unretained

使用unsafe_unretained修飾時效果與assign相同，不會增加新值的引用計數(shù)，也不會減少舊值的引用計數(shù)(unretained)當所賦的值被銷毀時不會被置為nil可能會發(fā)生野指針錯誤(unsafe)。unsafe_unretained與assign的區(qū)別在于，unsafe_unretained只能修飾對象，不能修飾標量類型，而assign兩者均可修飾。

retain

在ARC環(huán)境下使用較少，在MRC下使用效果與strong一致。

copy的題外話

有時候我們需要copy一個對象，或是mutableCopy一個對象，這時需要遵守NSCopying和NSMutableCopying協(xié)議，來實現(xiàn)copyWithZone:和mutableCopyWithZone:兩個方法，而不是重寫copy和mutableCopy兩個方法。
Foundation框架中的很多數(shù)據(jù)類型已經(jīng)幫我們實現(xiàn)了上述兩個方法，因此我們可以使用copy方法和mutableCopy方法來復制一個對象，兩者的區(qū)別在于copy的返回值仍未不可變對象，mutableCopy的返回值為可變對象。

由上述表格可以看出，對于不可變類型，使用copy方法時是淺拷貝，只拷貝指針，因為內(nèi)容是不會變化的。使用mutableCopy時由于返回可變對象因此需要一份拷貝，供其他對象使用。對于可變類型，不管是copy還是mutableCopy均會進行深拷貝，所指向指針不同。

前文介紹copy修飾符的時候講過，在修飾NSString這樣的不可變對象的時候使用copy修飾，但其實當給對象賦一個NSString時仍舊只復制了指針而不是拷貝內(nèi)容，原因同上。

@interface Person : NSObject

//使用copy修飾
@property (nonatomic, copy) NSString* name;
@property (nonatomic, assign) NSUInteger age;

@end

@implementation Person

@synthesize name = _name;
@synthesize age = _age;

@end


int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *p = [[Person alloc] init];
        NSString *s = @"Jiaming Chen";
        p.name = s;
        //p.name的地址與s地址相同，不可變對象copy是淺拷貝
        NSLog(@"%p %p %@ %@", p.name, s, p.name, s);
    }
    return 0;
}

@property進階:深入理解

由于篇幅有限，本文只用于介紹property基本用法，博客另一篇文章會深入講解property的實現(xiàn)機制，有興趣可自行查閱iOS @property探究(二): 深入理解

備注

由于作者水平有限，難免出現(xiàn)紕漏，如有問題還請不吝賜教。