swift進階 學(xué)習(xí)大綱

上一節(jié)，我們分析了屬性(存儲性、計算型)和屬性觀察者(willSet、didSet)

1. Lazy 懶加載
2. static 單例
3. struct 結(jié)構(gòu)體
4. mutating & inout
5. 靜態(tài)函數(shù)調(diào)用
6. 函數(shù)重載
7. 靜態(tài)尋址

準備工作：

1. MachoView軟件： 下載地址
   MachoView是查看機器執(zhí)行文件的工具。蘋果的應(yīng)用經(jīng)過LLVM編譯處理后，會輸出Mach-O格式（全稱Mach Object）的可執(zhí)行文件。在這個文件中，我們可以查看APP運行需要的代碼資源和執(zhí)行指令。

1. Lazy 懶加載

1.1 創(chuàng)建

swift中懶加載是使用Lazy進行修飾

• 必須是var（可變存儲屬性），不可以是let（不可變屬性），也不能是option（可選值）。

class HTPerson {
    // 懶加載屬性
    lazy var name: String = "ht"
}

• 初始時，沒有值。
  

  image.png

• 首次訪問后，有值
  

  image.png

• 所以Lazy修飾的屬性，具備延時加載功能。（首次訪問時才加載）

1.2 大小

• 懶加載屬性的大小，與本身屬性大小不同：
  swift中int(64位系統(tǒng))原本8字節(jié)，但lazy修飾后，就變成16字節(jié)
  
  image.png

1.3 SIL分析

• 將main.swift輸出SIL文件，使用VSCode打開SIL文件:

swiftc -emit-sil main.swift >> ./main.sil

image.png

• 可以清晰看到：懶加載屬性，創(chuàng)建時，是可選值。但是在首次訪問(getter)時，進行初始賦值，返回非可選類型的值。

注意
懶加載是線程不安全的。 讀寫未加鎖，多線程同時訪問(getter)時，可能多次賦值。

Q: 為何lazy修飾的Int屬性是16字節(jié)：

• 因為lazy修飾的屬性，會變成可選類型。
  （option: 可選類型。本質(zhì)是枚舉，值類型）
  包含some<Int>和none兩個枚舉類型。其中none是0x0。打印
  
  image.png
• 其中：none占1字節(jié)，some<Int>占8字節(jié)。所以實際大小(size)為9字節(jié)。
• 對外遵循align8（8字節(jié)對齊）原則，系統(tǒng)會開辟16字節(jié)空間（8的倍數(shù)）來存儲真實大小為9字節(jié)的數(shù)據(jù)
  （align8原則：為了避免五花八門的空間大小，增加系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)的困難性。所以統(tǒng)一以8字節(jié)為一個單位，進行一段一段的截取，提高讀取效率。）

lazy總結(jié)

• lazy必須修飾var(可變類型)存儲屬性，
• 必須有默認初始值，但初始值會延遲到首次加載時賦值。
  （所以lazy修飾的屬性，叫延遲存儲屬性，也叫懶加載屬性）
• 延遲存儲屬性是線程不安全的（可能多次賦值）
• 延遲存儲屬性影響實例對象的大小

2. static 單例

2. 1 類屬性

• 類屬性使用static修飾

class HTPerson {
   static var age: Int = 18
}
print(HTPerson.age) // 打印18
print("end")

• 生成SIL文件，getter方法調(diào)用了builtin "once",內(nèi)部是調(diào)用swift_once:
  
  image.png
• swift源碼查看swift_once,內(nèi)部調(diào)用gcd的dispatch_once_f，創(chuàng)建單例，線程安全（內(nèi)部有鎖，讀寫安全）。
  
  image.png

2.2 OC & swift 單例

• OC單例：
  使用gcd創(chuàng)建，使用父類alloc初始化,攔截alloc，任何方式實例化，返回的都是單例對象。

@implementation HTPerson

static HTPerson *sharedInstance = nil;

+ (instancetype)sharedInstance{
    
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        // 不使用alloc方法，而是調(diào)用[[super allocWithZone:NULL] init]
        // 重載allocWithZone基本的對象分配方法，所以要借用父類（NSObject）的功能處理底層內(nèi)存分配
        // 此時不管外部使用設(shè)么方式創(chuàng)建對象，最終返回的都是單例對象
        sharedInstance = [[super allocWithZone:NULL] init] ;
    });
    return sharedInstance;
}

+(id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone {
    return [HTPerson sharedInstance] ;
}
 
-(id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
    return [HTPerson sharedInstance] ;
}
 
-(id)mutablecopyWithZone:(NSZone *)zone {
    return [HTPerson sharedInstance] ;
}

@end

• Swift單例：
  直接static創(chuàng)建，將init方法藏起來(private私有重寫)。

class HTPerson {
    // 創(chuàng)建單例對象
    static let sharedInstance = HTPerson()
    // 重寫init方法，設(shè)為私有方法
    private init(){}
}

3. struct 結(jié)構(gòu)體

對比struct和class:

1. init初始化方法
   struct： 沒有init時，默認生成。創(chuàng)建init后，使用自己創(chuàng)建的。
   class： 必須手動創(chuàng)建
   
   image.png

2. 類型:
   struct: 值類型 （不可更改，分配在棧區(qū)。copy是值拷貝(深拷貝)，不共享狀態(tài)）
   class: 引用類型 （可更改，分配在堆區(qū)。copy是指針拷貝（淺拷貝)，共享狀態(tài)）
   
   image.png

• 值類型是直接存儲值，所以讀取和拷貝都是值。
• 引用類型是存儲指針地址，所以讀取和拷貝都是指針地址。
  （需要通過指針地址去取值）

檢驗：（withUnsafeMutablePointer函數(shù)讀取對象的指針地址）

image.png

struct實例化時，是棧區(qū)alloc_stack使用let創(chuàng)建并返回self。（沒有看到malloc相關(guān)函數(shù)，沒有在堆區(qū)開辟空間）。讀取值是通過棧區(qū)地址偏移，直接讀取。

3. 寫時復(fù)制(Copy On Write)

• 當struct對象賦值給一個新對象時，2個對象指向的地址是同一個。
• 只有當新對象被引用時，才會在新的內(nèi)存空間，完整拷貝一個對象，并存儲新值。
  目的： 提升性能，節(jié)約內(nèi)存空間
  （2個完全一樣的對象，沒必要占用2個內(nèi)存空間，當它真正被使用時，再開辟空間）

struct值類型中，應(yīng)避免包含引用類型對象。因為保存的是引用類型的地址，同樣會調(diào)用strong_retain對引用類型對象進行引用計數(shù)+1。我們默認struct內(nèi)部都使用值類型，減少使用的困擾
（可使用CFGetRetainCount()打印引用計數(shù)，進行觀察）

4. mutating & inout

• struct 屬性不可修改，除非有mutating聲明。

struct HTStack {
    var items = [Int]()
    // 使用 mutating 修飾函數(shù)
    mutating func push(item: Int) {
        self.items.append(item)
    }
}

image.png

• 生成SIL文件，可以查看到mutating修飾的函數(shù)，內(nèi)部使用@inout聲明了入?yún)?，讀取的是入?yún)⒌刂?/code>，而不是值。所以可以更改。
  
  image.png

struct HTPerson {
    // 函數(shù)名都是eat，但參數(shù)類型不一樣。
    func eat(num: Int){
        print("吃\(num)個")
    }
    
    func eat(name: String) {
        print("吃\(name)")
    }
}