weak 修饰的变量，不会增加所引用对象的引用计数，且会在该对象析构后自动将指向置为nil。其本质是初始化和赋值操作会被编译器改写为 objc_initWeak 或者 objc_storeWeak 函数调用。objc_initWeak 的逻辑只是比 objc_storeWeak 多了所赋值对象的判空，接下来会直接调用 storeWeak(id *location, objc_object *newObj) 函数。

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static id 
storeWeak(id *location, objc_object *newObj)
{
    id oldObj;
    SideTable *oldTable;
    SideTable *newTable;

    if (haveOld) {
        oldObj = *location;
        oldTable = &SideTables()[oldObj];
    } else {
        oldTable = nil;
    }
    if (haveNew) {
        newTable = &SideTables()[newObj];
    } else {
        newTable = nil;
    }

    // 加锁
    SideTable::lockTwo<haveOld, haveNew>(oldTable, newTable);

    // 将旧的值从链表中清除
    if (haveOld) weak_unregister_no_lock(&oldTable->weak_table, oldObj, location);

    // Assign new value, if any.
    if (haveNew) {
        // 将新的值加入链表
        newObj = (objc_object *)
            weak_register_no_lock(&newTable->weak_table, (id)newObj, location, 
                                  crashIfDeallocating);

        // 在refcount表中设置弱引用位，标记该对象被指针弱引用
        if (newObj  &&  !newObj->isTaggedPointer()) {
            newObj->setWeaklyReferenced_nolock();
        }
        *location = (id)newObj;
    }
    
    // 释放锁
    SideTable::unlockTwo<haveOld, haveNew>(oldTable, newTable);
    return (id)newObj;
}

查看 storeWeak 函数源码，如果weak指针已经有值，则会清除旧值，然后赋新值。清除旧值和赋值操作分别为 weak_unregister_no_lock 和 weak_register_no_lock 两个函数。

那入参和 SideTable 又是什么？

之前再看 @synchronized 的相关实现时，就已经发现 StripedMap 是个哈希表，而这里有一个全局的 StripedMap，key 是一个对象，value 就是 SideTable。SideTable 及其属性的结构：

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struct SideTable {
    spinlock_t slock;
    RefcountMap refcnts;    // 引用计数表，isa 指针存放引用计数不下时，存放在这里
    weak_table_t weak_table;// weak 指针表
};

struct weak_table_t {
    weak_entry_t *weak_entries;
    size_t    num_entries;
    uintptr_t mask;
    uintptr_t max_hash_displacement;
};

struct weak_entry_t {
    DisguisedPtr<objc_object> referent;
    union {
        struct {
            weak_referrer_t *referrers; // 数组
            uintptr_t        out_of_line_ness : 2;
            uintptr_t        num_refs : PTR_MINUS_2;
            uintptr_t        mask;
            uintptr_t        max_hash_displacement;
        };
        struct {
            // WEAK_INLINE_COUNT 4
            weak_referrer_t  inline_referrers[WEAK_INLINE_COUNT];
        };
    };

/// 对象包装类型
typedef DisguisedPtr<objc_object *> weak_referrer_t;

SideTable 是对 weak_table_t 的封装，除了持有 weak_table_t 变量，还持有一个自旋锁来保证线程安全。

总结

内存中维护着一个全局的哈希表，以对象的引用为 key，value 是一个SideTable，SideTable 有一个自旋锁，有存放引用计数，还有一个存放着 weak 修饰的指针地址数组。

对于 TaggedPointer 对象，并不会设置 isa 中的弱引用标记位