iOS Swift結構體與類的方法調度

2021 年 10 月 15 日
筆記
Swift

前言

hello,小夥伴們:在忙碌中閑暇之餘給大家聊聊swift的知識點，今天給大家帶來的是swift中結構體與類的方法調度詳細區別，希望對你有所幫助，好了廢話不用多說，接下來步入主題！

1.普通方法時兩者方法調度的區別

● 結構體中的普通方法調度是靜態派發的方式
   ○ 詳細分析會在以後： 方法調度之普通結構體方法 闡述
● 類中的普通方法是以函數派發的方式去調度的。
   ○ 詳細分析會在以後：方法調度之普通方法 闡述

2.協議中兩者方法調度的區別

● 以類/結構體直接聲明的，
　　○ 結構體：方法調度都是靜態調度
　　○ 類：方法調度都是函數調度
● 以協議類型聲明的, 無論協議的實現是類還是結構體:
　　○ 方法最初定義在協議本身內, 則方法以協議函數表的方式調度
　　○ 方法最初定義在協議延展內, 則方法以靜態派發的方式調度

3.extension對類中方法調度的影響

extension PersonClass {
    func changClassName10() {}
}

SIL程式碼：

斷點，彙編跟蹤一下：

可以看到 changClassName10 這個方法在執行的時候，由function_ref修飾，sil_vtable 中的函數列表裡面沒有。在編譯時已經確定了函數的地址，運行時，直接執行。所以延展內的方法是靜態派發。

思考：為什麼普通函數放到了延展中，它就不在函數表中，不是函數派發的方式調度了呢？

我們在方法調度之普通方法一文中講解過：函數表是數組結構，裡面的函數是按順序排列的。

如果父類存在延展方法，且放在函數表裡，就需要考慮它和子類方法的排列順序問題。哪個在前，取決於文件的編譯順序。如果子類先編譯，父類後編譯，還要將子類的所有方法都順次移位，再將延展方法插入到父類方法之後。這樣做，編譯效率就會降低。將延展方法使用靜態派發，是一種以空間換時間的方法。協議的延展中的方法，也是靜態派發的，他們是一樣的道理。

【注意】類的延展方法時，需要注意：

不可以在子類里重寫父類延展裡面的方法，子類可以重寫父類本類定義的方法
不可以在延展里 存在/重寫 已在繼承連中存在的同名方法

4.修飾詞對類方法調度的影響

1. 訪問修飾符修飾的方法

    private func changClassName2() {}
    fileprivate func changClassName3() {}
    public func changClassName4() {}
    internal func changClassName5() {}
    open func changClassName6() {}

SIL 程式碼：

sil_vtable SIL :

雖然所有函數修飾符修飾的方法，都在函數表中存在，但是明顯 private 修飾的 changClassName2 ，與 fileprivate 修飾的changClassName3 與眾不同，他們在方法名的後面有 in _12232F587A4C5CD8B1EEDF696793A4FC 。這個不同，會導致它們在方法調度的時候，和其他的訪問修飾符什麼區別呢？

再看方法調度 SIL :

可以發現 private 修飾的 changClassName2 ，與 fileprivate 修飾的changClassName3 在調用時，前面的修飾符是由function_ref 修飾，而不是class_method修飾。所以是靜態派發?

再彙編調試一下：

在編譯時已經確定了函數的地址，運行時，直接執行。所以private/fileprivate 訪問修飾符修飾的是靜態派發。

前面我們提到「函數表存放類中可能是動態派發去執行的函數」, 注意是可能哦， 不是一定的。

小結：

private/fileprivate 訪問修飾符修飾的是靜態派發。

public/open/internal 訪問修飾符修飾的是函數派發。

2. @objc 修飾的方法: 函數表

源碼：

@objc func changClassName7() {}

vtable SIL:

方法調度 SIL：

運行、彙編：

所以：在swift 中調用 @objc 修飾的方法是函數派發，沒什麼特別的。

那 @objc 的作用是什麼呢？

我們來看一下changClassName7 方法定義在 SIL 程式碼：

可以看到，除了正常的定義changClassName7 方法以外，額外底層多生成了一個 @objc main.PersonClass.changClassName7()這個方法內部又調用了正常定義的changClassName7。

所以這個方法是暴露給OC中調用的介面方法. 沒有@objc 修飾的方法，OC 中是無法使用的。具體的混編步驟，以後會在 [Swift 與 OC 混編] 這篇文章中講到

3. dynamic 修飾的方法:函數表

源碼如下：

dynamic func changClassName8() {}

vtable SIL:

方法調度 SIL：

運行、彙編：

在編譯時，不能確定方法的地址，在函數表內，所以dynamic的方法調度方式是函數派發。

dynamic 有什麼作用呢？

看看方法定義SIL：

與普通函數不同的是，在方法定義時，多了一個dynamically_replacable的標籤，表明這是一個動態方法，可以被替換。可被替換是指在OC運行時的方法交換的場景下可被替換。

如果想要對Swift 方法進行方法交換，需要對被替換的方法加dynamic修飾。

再使用@_dynamicReplacement(for: teach)來完成替換.

示例程式碼如下:

class PersonClass: NSObject {
    dynamic func teach() {
        print("teach")
    }
}

extension PersonClass {
    // swift 5 中提供的方法交換方式
    // 將 teach 方法替換成這行程式碼下面的teach1方法
    // 執行 teach 方法，實際上執行的是 teach1方法
    @_dynamicReplacement(for: teach)
    func teach1() {
        print("teach1")
    }
}
let t = PersonClass()
t.teach()

所以列印結果是：「teach1」