這篇文章將認真徹底地分析 OC對objc_msgSend的尾調用優(yōu)化。

Q1：什么是尾調用？

尾調用（Tail Call）：某個函數(shù)的最后一步僅僅只是調用了一個函數(shù)（可以是自身，可以是另一個函數(shù)）。

提醒：注意 “僅僅” 兩個字。

尾調用例子：

// 尾調用：
- (NSInteger)funcA:(NSInteger)num {

    /*  Some codes... */

    if (num == 0) {
        return [self funcA:num];//!< 尾調用->自身
    }    

    if (num > 0) {
        return [self funcB:num];//!< 尾調用->函數(shù)funcB
    }    

    return [self funcC:num];//!< 尾調用->函數(shù)funcC
}

正例解釋：funcA的最后一步僅僅調用了另一個函數(shù)。不論是調用funcA、funcB還是funcC都屬于尾調用。_{（不論調用函數(shù)的位置在哪，只要最后一步僅僅調用一個函數(shù)就行）}

反例：不是尾調用的例子

// 不是尾調用1：
- (NSInteger)funcA:(NSInteger)num {

    NSInteger num = [self funcB:(num)];

    return num;//!< 不是尾調用->最后一步是返回一個值，而不是調用一個函數(shù)
}

反例解釋：不是尾調用。因為最后一步是返回一個值，而不是僅僅調用一個函數(shù)

// 不是尾調用2：
- (NSInteger)funcA:(NSInteger)num {

    return [self funcB:(num)] + 1;//!< 不是尾調用->原因：最后一步不僅調用了函數(shù)還有 +1 操作
}

反例解釋：不是尾調用。因為最后一步不僅調用了函數(shù)還有 +1 操作

Q2：OC的尾調用優(yōu)化體現(xiàn)在哪里？

小編準備了一個demo：通過“斷點”和“當前內存情況”查看有無尾調用優(yōu)化

場景一：無優(yōu)化 - 追加了.0不屬于尾調用

無尾調用優(yōu)化

解釋：
這種場景下，每次函數(shù)調用一直在進棧，不斷申請?？臻g，最后會棧溢出，最終導致崩潰。
空間復雜度O(n)，時間復雜度O(n)。

場景二：有尾調用優(yōu)化

尾調用優(yōu)化

解釋：
這種場景下，每次函數(shù)調用一直在重用棧幀，不申請?？臻g。
空間復雜度O(1)，時間復雜度O(n)。

Q3：OC是如何實現(xiàn)尾調用優(yōu)化的？

這次討論起因于《Effective Objective-C 2.0》作者的原話：

如果某函數(shù)的最后一項操作是調用另外一個函數(shù)，那么就可以運用“ 尾調用優(yōu)化 ”技術。編譯器會生成調轉至另一函數(shù)所需的指令碼，而且不會向調用堆棧中推入新的“棧幀”（frame stack）。只有當某函數(shù)的最后一個操作僅僅是調用其他函數(shù)而不會將其返回值另作他用時，才能執(zhí)行“ 尾調用優(yōu)化 ”。
這項優(yōu)化對objc_msgSend非常關鍵，如果不這么做的話，那么每次調用Objective-C方法之前，都需要為調用objc_msgSend函數(shù)準備“棧幀”，大家在“棧蹤跡”（stack trace）中可以看到這種“棧幀”。此外，如果不優(yōu)化，還會過早地發(fā)生“棧溢出”（stack overflow）現(xiàn)象。

作者這一段概括的話，很精簡。而小編第一次看時，感覺很懵懂。在這里，QiShare對這段話進行了詳細的分析：

1. 尾調用優(yōu)化的本質：很簡單，就是棧幀的復用。

2. 尾調用優(yōu)化的條件有三點：

   • 尾調用函數(shù)不需要訪問當前棧幀中的變量。（變量可以作為形參，但是不能作為實參）
   • 尾調用返回后，函數(shù)沒有語句需要執(zhí)行。（最后一步僅僅只能執(zhí)行一個函數(shù)）
   • 尾調用結果就是函數(shù)的返回值。（不能有別的“附加品”，最后一步僅僅只能是執(zhí)行一個函數(shù)）

3. 函數(shù)調用的過程：函數(shù)調用會在內存中申請一塊“棧幀”，保存調用的地址和內部變量等信息。如果函數(shù)A內部調用函數(shù)B，那么在函數(shù)A的棧幀上就會加上一個函數(shù)B的棧幀
   。如果函數(shù)B再調用了函數(shù)C，那么函數(shù)A的棧幀上就會有序加上函數(shù)B和函數(shù)C的棧幀。如果C運行結束了，返回到函數(shù)B，C的棧幀才會消失。

4. 尾調用優(yōu)化實現(xiàn)原理：當函數(shù)A的最后一步僅僅是調用另一個函數(shù)B時（或者調用自身函數(shù)A），這時，因為函數(shù)A的位置信息和內部變量已經不會再用到了，直接把函數(shù)A的棧幀交給函數(shù)B使用。

5. 尾調用優(yōu)化關鍵圖解：

總結：
1. 尾調用：某個函數(shù)的最后一步僅僅調用了一個函數(shù)（可以是自身，可以是另一個函數(shù)）。
2. OC的尾調用優(yōu)化的本質是：棧幀的復用
3. 尾調用優(yōu)化實現(xiàn)原理：當函數(shù)A的最后一步僅僅是調用另一個函數(shù)B時（或者調用自身函數(shù)A），這時，因為函數(shù)A的位置信息和內部變量已經不會再用到了，直接把函數(shù)A的棧幀交給函數(shù)B使用。

PS：尾調用優(yōu)化在Release模式下才會有，Debug模式下沒有。

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