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swift底层探索 05

2024-07-01 22:51| 来源: 网络整理| 查看: 265

在swift底层探索 03 - 值类型、引用类型一文中解释过值类型和引用类型的内存布局。像这样:

图一

1. struct-直接调用

要想知道方法是如何调用的,我是从方法是如何保存开始探索。

从图一看结构体没有像类那样的继承、metaData-ISA逻辑。而内存中也找不到方法的任何踪迹,方法存在哪里呢?

1.1 struct方法调用

调用方法structfunc1,然后打开汇编堆栈

图二

找到了方法的地址0x100002bd0并且存在代码段,但是没法找到和结构体的关系。machOView查看

图三

这部分内存是在程序编译链接的时候就已经生成好的。所以说结构体方法在编译链接阶段已经确定了,并保存到符号表中

图四

在符号表中依旧可以找到方法的指针0x100002bd0,而且发现方法名是存在String Table中的。所以调用前无需额外操作1.2 struct + protocol代码语言:javascript复制protocol Prot { func protocolFunc() } struct structModel:Prot{ var age : Int = 18 func structfunc1(){} func structfunc2(){} func protocolFunc(){} } var str = structModel() str.protocolFunc()

同样打开汇编调试

发现协议方法与普通方法调用是一样的机制:直接调用 1.3 struct + extension情况代码语言:javascript复制struct structModel{ var age : Int = 18 func structfunc1(){} func structfunc2(){} } extension structModel{ func extensionFunc(){} } var str = structModel() str.extensionFunc()

打开汇编调试

发现拓展与普通方法调用是一样的机制:直接调用 【总结】结构体的方法无需额外空间存储,在编译链接阶段就已经确定,编译器在你调用之前就已经确定了方法的指针地址,这种方法调用称为直接调用。2. enum-直接调用代码语言:javascript复制enum enumModel{ case `default` func enumFunc(){} } enumModel.default.enumFunc()

打开汇编调试

与结构体相同是直接调用 枚举的方法和结构体的方法调用机制是已完全一致的。都是直接调用。【总结】值类型是直接调用 3. class-方法调用(函数表调用)3.1 普通方法

借助之前的经验,先使用汇编来看一下调用堆栈。

代码语言:javascript复制class classtModel{ func classfunc1(){} func classfunc2(){} } var cls = classtModel() cls.classfunc1() cls.classfunc2()

汇编调用堆栈

图五

sil文件

图六

通过图五,图六得出的结论:

不是直接静态调用,是通过对self进行地址偏移后找到方法指针,进行调用。*0x50(classfunc1) -> *0x58(classfunc12两个方法在内存里是连续的。swift函数表初始化源码

通过汇编的查看知道了方法和类本身的关系的,方法是如何存储的呢?

在类初始化的时候将类中所有方法都放到classWords这个数组中,而且继承类的方法调用方式:函数表调用。代码准备代码语言:javascript复制class PersonModel{ var age : Int = 18 func test(){} func test1(){} } var p = PersonModel() p.test() p.test1()调试验证代码验证,编译并打开汇编调试 代码语言:javascript复制class PersonModel{ var age : Int = 18 func test(){} func test1(){} } var p = PersonModel() p.test() p.test1()读取寄存期结论可以看到class中的方法,是以数组的结构直接存在metaData(原类)的内存里; swift中vtable与oc中method_list区别

oc-method_list

在oc中method_list是一个二维数组包含:普通方法(包含父类方法)数组、类别方法数组.

swift-vtable

代码语言:javascript复制class superClass{ func superClassfunc1(){} } class classtModel:superClass{ func classfunc1(){} func classfunc2(){} } extension classtModel{ func extensionfunc1(){} }classtModel继承superClass;classtModel拓展classtModel.

看下sil文件

在class中包含:父类方法,本类方法 不包含: 拓展方法 3.2 class + protocol代码语言:javascript复制protocol Prot { func protocolFunc() } class classtModel:Prot{ func classfunc1(){} func classfunc2(){} func protocolFunc(){} }

查看sil文件

协议方法出现在vtable中,代表和普通方法一致是:函数表调用 3.3 class + entension代码语言:javascript复制class classtModel{ func classfunc1(){} } extension classtModel{ func extensionfunc1(){} } var cls = classtModel() cls.extensionfunc1()

打开汇编调试

发现entension中的方法调用和值类型的调用一致:直接调用 因为在类初始化的时候就已经完成vtable的创建,有继承关系时extension没法找到一个合理的起始位置开发存放entension中的方法3.4 final、class、static关键字

方法前增加final关键字后,该方法不得被继承。

代码语言:javascript复制class classtModel{ final func classfunc1(){} } var cls = classtModel() cls.classfunc1()

打开汇编调试

发现在普通方法前加上final关键字后方法调用和值类型调用方式一致为:直接调用.可以当做是一个静态方法看.

注:

增加**class关键字**、**static关键字**后,调用方式都会变为**直接调用**

3.5 @objc / dynamic关键字

@objc是将该方法暴露给oc使用 dynamic关键字是将方法标记为可变方法。

以@objc为例:

代码语言:javascript复制class classtModel{ @objc func classfunc1(){} dynamic func classfunc2(){} }

查看sil文件:

两个方法都出现在了vtable中,说明这两个都放都是使用:函数表 3.6 @objc dynamic 组合关键字

@objc dynamic是将方法保留给oc且还可以动态修改

代码语言:javascript复制class classtModel{ @objc dynamic func classfunc2(){ } } var cls = classtModel() cls.classfunc2()使用@objc dynamic之后,相当于是和oc的方法一样可以动态修改了。所以在调用的时候也需要使用动态消息转发 【面试题】代码语言:javascript复制protocol TestProtocol { } class CJLTeacher: TestProtocol{ var age = 18 var double = 1.85 func teach(){ print("LGTeacher teach") } } func test(_ value: TestProtocol){ let valueType = type(of: value) print(valueType) } var t = CJLTeacher() let t1: TestProtocol = CJLTeacher() test(t) test(t1)

会输出什么?

代码语言:javascript复制LGTeacher teach TestProtocol teach体现了swift的多态性

如果是这样

代码语言:javascript复制protocol TestProtocol { func teach(){ print("TestProtocol teach") } }

输出又会变成:

代码语言:javascript复制LGTeacher teach LGTeacher teach参考【总结】

引用类型的方法调用相对复杂:直接调用,函数表调用,消息转发都会出现。

调用方式总结

值类型

引用类型

普通方法

直接调用

函数表调用

protocol协议

直接调用

函数表调用

extension拓展

直接调用

直接调用

final

-

直接调用

继承方法

-

函数表调用

@objc

-

函数表调用

dynamic

-

函数表调用

@objc dynamic

-

objc_msgSend消息转发

dynamic拓展代码语言:javascript复制class classtModel{ dynamic func classfunc2(){ print("classfunc2") } } extension classtModel{ @_dynamicReplacement(for: classfunc2) private func repFunc(){ print("repFunc") } } var cls = classtModel() cls.classfunc2()使用@_dynamicReplacement(for: 要替换的方法名)关键字,可以实现oc中的方法交换


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