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Swift 進(jìn)階之路文章匯總

本文主要介紹為什么結(jié)構(gòu)體是值類型，類是引用類型

值類型

前提：需要了解內(nèi)存五大區(qū)，內(nèi)存五大區(qū)可以參考這篇文章iOS-底層原理 24：內(nèi)存五大區(qū)，如下所示

值類型-1

棧區(qū)的地址比堆區(qū)的地址大
棧是從高地址->低地址，向下延伸，由系統(tǒng)自動(dòng)管理，是一片連續(xù)的內(nèi)存空間
堆是從低地址->高地址，向上延伸，由程序員管理，堆空間結(jié)構(gòu)類似于鏈表，是不連續(xù)的
日常開(kāi)發(fā)中的溢出是指堆棧溢出，可以理解為棧區(qū)與堆區(qū)邊界碰撞的情況
全局區(qū)、常量區(qū)都存儲(chǔ)在Mach-O中的__TEXT cString段

我們通過(guò)一個(gè)例子來(lái)引入什么是值類型

func test(){
    //棧區(qū)聲明一個(gè)地址，用來(lái)存儲(chǔ)age變量
    var age = 18
    //傳遞的值
    var age2 = age
    //age、age2是修改獨(dú)立內(nèi)存中的值
    age = 30
    age2 = 45
    
    print("age=\(age),age2=\(age2)")
}
test()

從例子中可以得出，age存儲(chǔ)在棧區(qū)

查看age的內(nèi)存情況，從圖中可以看出，棧區(qū)直接存儲(chǔ)的是值
- 獲取age的棧區(qū)地址：po withUnsafePointer(to: &age){print($0)}
- 查看age內(nèi)存情況：x/8g 0x00007ffeefbff3e0

值類型-2

查看age2的情況，從下圖中可以看出，age2的賦值相當(dāng)于將age中的值拿出來(lái)，賦值給了age2。其中age 與 age2 的地址相差了8字節(jié)，從這里可以說(shuō)明?？臻g是連續(xù)的、且是從高到低的

值類型-3

所以，從上面可以說(shuō)明，age就是值類型

值類型特點(diǎn)

1、地址中存儲(chǔ)的是值
2、值類型的傳遞過(guò)程中，相當(dāng)于傳遞了一個(gè)副本，也就是所謂的深拷貝
3、值傳遞過(guò)程中，并不共享狀態(tài)

結(jié)構(gòu)體

結(jié)構(gòu)體的常用寫(xiě)法

//***** 寫(xiě)法一 *****
struct CJLTeacher {
    var age: Int = 18
    
    func teach(){
        print("teach")
    }
}
var t = CJLTeacher()

//***** 寫(xiě)法二 *****
struct CJLTeacher {
    var age: Int
    
    func teach(){
        print("teach")
    }
}
var t = CJLTeacher(age: 18)

在結(jié)構(gòu)體中，如果不給屬性默認(rèn)值，編譯是不會(huì)報(bào)錯(cuò)的。即在結(jié)構(gòu)體中屬性可以賦值，也可以不賦值

值類型-4
init方法可以重寫(xiě)，也可以使用系統(tǒng)默認(rèn)的

結(jié)構(gòu)體的SIL分析

如果沒(méi)有init，系統(tǒng)會(huì)提供不同的默認(rèn)初始化方法

值類型-5
如果提供了自定義的init，就只有自定義的

值類型-6

為什么結(jié)構(gòu)體是值類型？

定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體，并進(jìn)行分析

struct CJLTeacher {
    var age: Int = 18
    var age2: Int = 20
}
var  t = CJLTeacher()
print("end")

打印t：po t，從下圖中可以發(fā)現(xiàn)，t的打印直接就是值，沒(méi)有任何與地址有關(guān)的信息

值類型-7
獲取t的內(nèi)存地址，并查看其內(nèi)存情況
- 獲取地址：po withUnsafePointer(to: &t){print($0)}
- 查看內(nèi)存情況：x/8g 0x0000000100008158

值類型-8

問(wèn)題：此時(shí)將t賦值給t1，如果修改了t1，t會(huì)發(fā)生改變嗎？

直接打印t及t1，可以發(fā)現(xiàn)t并沒(méi)有因?yàn)閠1的改變而改變，主要是因?yàn)橐驗(yàn)?code>t1和t之間是值傳遞，即t1和t是不同內(nèi)存空間，是直接將t中的值拷貝至t1中。t1修改的內(nèi)存空間，是不會(huì)影響t的內(nèi)存空間的

值類型-9

SIL驗(yàn)證

同樣的，我們也可以通過(guò)分析SIL來(lái)驗(yàn)證結(jié)構(gòu)體是值類型

在SIL文件中，我們查看結(jié)構(gòu)體的初始化方法，可以發(fā)現(xiàn)只有init，而沒(méi)有malloc，在其中看不到任何關(guān)于堆區(qū)的分配

值類型-10

總結(jié)

結(jié)構(gòu)體是值類型，且結(jié)構(gòu)體的地址就是第一個(gè)成員的內(nèi)存地址
值類型
- 在內(nèi)存中直接存儲(chǔ)值
- 值類型的賦值，是一個(gè)值傳遞的過(guò)程，即相當(dāng)于拷貝了一個(gè)副本，存入不同的內(nèi)存空間，兩個(gè)空間彼此間并不共享狀態(tài)
- 值傳遞其實(shí)就是深拷貝

引用類型

類

**類的常用寫(xiě)法 **

//****** 寫(xiě)法一 *******
class CJLTeacher {
    var age: Int = 18
    
    func teach(){
        print("teach")
    }
    init(_ age: Int) {
        self.age = age
    }
}
var t = CJLTeacher.init(20)

//****** 寫(xiě)法二 *******
class CJLTeacher {
    var age: Int?
    
    func teach(){
        print("teach")
    }
    init(_ age: Int) {
        self.age = age
    }
}
var t = CJLTeacher.init(20)

在類中，如果屬性沒(méi)有賦值，也不是可選項(xiàng)，編譯會(huì)報(bào)錯(cuò)

引用類型-1
需要自己實(shí)現(xiàn)init方法

為什么類是引用類型？

定義一個(gè)類，通過(guò)一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明

class CJLTeacher1 {
    var age: Int = 18
    var age2: Int = 20
}
var t1 = CJLTeacher1()

類初始化的對(duì)象t1，存儲(chǔ)在全局區(qū)

打印t1、t：po t1，從圖中可以看出，t1內(nèi)存空間中存放的是地址，t中存儲(chǔ)的是值

引用類型-2
獲取t1變量的地址，并查看其內(nèi)存情況
- 獲取t1指針地址：po withUnsafePointer(to: &t1){print($0)}
- 查看t1全局區(qū)地址內(nèi)存情況：x/8g 0x0000000100008218
- 查看t1地址中存儲(chǔ)的堆區(qū)地址內(nèi)存情況：x/8g 0x00000001040088f0

引用類型-4

引用類型特點(diǎn)

1、地址中存儲(chǔ)的是堆區(qū)地址
2、堆區(qū)地址中存儲(chǔ)的是值

問(wèn)題1：此時(shí)將t1賦值給t2，如果修改了t2，會(huì)導(dǎo)致t1修改嗎？

通過(guò)lldb調(diào)試得知，修改了t2，會(huì)導(dǎo)致t1改變，主要是因?yàn)?code>t2、t1地址中都存儲(chǔ)的是 同一個(gè)堆區(qū)地址，如果修改，修改是同一個(gè)堆區(qū)地址，所以修改t2會(huì)導(dǎo)致t1一起修改，即淺拷貝

引用類型-5

問(wèn)題2:如果結(jié)構(gòu)體中包含類對(duì)象，此時(shí)如果修改t1中的實(shí)例對(duì)象屬性，t會(huì)改變嗎？

代碼如下所示

class CJLTeacher1 {
    var age: Int = 18
    var age2: Int = 20
}

struct CJLTeacher {
    var age: Int = 18
    var age2: Int = 20
    var teacher: CJLTeacher1 = CJLTeacher1()
}

var  t = CJLTeacher()

var t1 = t
t1.teacher.age = 30

//分別打印t1和t中teacher.age,結(jié)果如下
t1.teacher.age = 30 
t.teacher.age = 30

從打印結(jié)果中可以看出，如果修改t1中的實(shí)例對(duì)象屬性，會(huì)導(dǎo)致t中實(shí)例對(duì)象屬性的改變。雖然在結(jié)構(gòu)體中是值傳遞，但是對(duì)于teacher，由于是引用類型，所以傳遞的依然是地址

同樣可以通過(guò)lldb調(diào)試驗(yàn)證

打印t的地址：po withUnsafePointer(to: &t){print($0)}
打印t的內(nèi)存情況： x/8g 0x0000000100008238
打印t中teacher地址的內(nèi)存情況：x/8g 0x000000010070e4a0

引用類型-6

注意：在編寫(xiě)代碼過(guò)程中，應(yīng)該盡量避免值類型包含引用類型

查看當(dāng)前的SIL文件，盡管CJLTeacher1是放在值類型中的，在傳遞的過(guò)程中，不管是傳遞還是賦值，teacher都是按照引用計(jì)數(shù)進(jìn)行管理的

引用類型-7

可以通過(guò)打印teacher的引用計(jì)數(shù)來(lái)驗(yàn)證我們的說(shuō)法，其中teacher的引用計(jì)數(shù)為3

引用類型-8

主要是是因?yàn)椋?p>

main中retain一次
teacher.getter方法中retain一次
teacher.setter方法中retain一次

引用類型-9

mutating

通過(guò)結(jié)構(gòu)體定義一個(gè)棧，主要有push、pop方法，此時(shí)我們需要?jiǎng)討B(tài)修改棧中的數(shù)組

如果是以下這種寫(xiě)法，會(huì)直接報(bào)錯(cuò)，原因是值類型本身是不允許修改屬性的

引用類型-10
將push方法改成下面的方式，查看SIL文件中的push函數(shù)

struct CJLStack {
    var items: [Int] = []
    func push(_ item: Int){
        print(item)
    }
}

引用類型-11

從圖中可以看出，push函數(shù)除了item，還有一個(gè)默認(rèn)參數(shù)self，self是let類型，表示不允許修改

嘗試1：如果將push函數(shù)修改成下面這樣，可以添加進(jìn)去嗎？

struct CJLStack {
    var items: [Int] = []
    func push(_ item: Int){
        var s = self
        s.items.append(item)
    }
}

打印結(jié)果如下

引用類型-12

可以得出上面的代碼并不能將item添加進(jìn)去，因?yàn)?code>s是另一個(gè)結(jié)構(gòu)體對(duì)象，相當(dāng)于值拷貝，此時(shí)調(diào)用push是將item添加到s的數(shù)組中了

根據(jù)前文中的錯(cuò)誤提示，給push添加mutating，發(fā)現(xiàn)可以添加到數(shù)組了

struct CJLStack {
    var items: [Int] = []
    mutating func push(_ item: Int){
        items.append(item)
    }
}

查看其SIL文件，找到push函數(shù)，發(fā)現(xiàn)與之前有所不同，push添加mutating（只用于值類型）后，本質(zhì)上是給值類型函數(shù)添加了inout關(guān)鍵字，相當(dāng)于在值傳遞的過(guò)程中，傳遞的是引用（即地址）

引用類型-13

inout關(guān)鍵字

一般情況下，在函數(shù)的聲明中，默認(rèn)的參數(shù)都是不可變的，如果想要直接修改，需要給參數(shù)加上inout關(guān)鍵字

未加inout關(guān)鍵字，給參數(shù)賦值，編譯報(bào)錯(cuò)

引用類型-14
添加inout關(guān)鍵字，可以給參數(shù)賦值

引用類型-15

總結(jié)

1、結(jié)構(gòu)體中的函數(shù)如果想修改其中的屬性，需要在函數(shù)前加上mutating，而類則不用
2、mutating本質(zhì)也是加一個(gè) inout修飾的self
3、Inout相當(dāng)于取地址，可以理解為地址傳遞，即引用
4、mutating修飾方法，而inout 修飾參數(shù)

總結(jié)

通過(guò)上述LLDB查看結(jié)構(gòu)體 & 類的內(nèi)存模型，有以下總結(jié)：

值類型，相當(dāng)于一個(gè)本地excel，當(dāng)我們通過(guò)QQ傳給你一個(gè)excel時(shí)，就相當(dāng)于一個(gè)值類型，你修改了什么我們這邊是不知道的
引用類型，相當(dāng)于一個(gè)在線表格，當(dāng)我們和你共同編輯一個(gè)在先表格時(shí)，就相當(dāng)于一個(gè)引用類型，兩邊都會(huì)看到修改的內(nèi)容
結(jié)構(gòu)體中函數(shù)修改屬性，需要在函數(shù)前添加mutating關(guān)鍵字，本質(zhì)是給函數(shù)的默認(rèn)參數(shù)self添加了inout關(guān)鍵字，將self從let常量改成了var變量

方法調(diào)度

通過(guò)上面的分析，我們有以下疑問(wèn)：結(jié)構(gòu)體和類的方法存儲(chǔ)在哪里？下面來(lái)一一進(jìn)行分析

靜態(tài)派發(fā)

值類型對(duì)象的函數(shù)的調(diào)用方式是靜態(tài)調(diào)用，即直接地址調(diào)用，調(diào)用函數(shù)指針，這個(gè)函數(shù)指針在編譯、鏈接完成后就已經(jīng)確定了，存放在代碼段，而結(jié)構(gòu)體內(nèi)部并不存放方法。因此可以直接通過(guò)地址直接調(diào)用

結(jié)構(gòu)體函數(shù)調(diào)試如下所示

image
打開(kāi)打開(kāi)demo的Mach-O可執(zhí)行文件，其中的__text段，就是所謂的代碼段，需要執(zhí)行的匯編指令都在這里

image

對(duì)于上面的分析，還有個(gè)疑問(wèn)：直接地址調(diào)用后面是符號(hào)，這個(gè)符號(hào)哪里來(lái)的？

image

是從Mach-O文件中的符號(hào)表Symbol Tables，但是符號(hào)表中并不存儲(chǔ)字符串，字符串存儲(chǔ)在String Table（字符串表，存放了所有的變量名和函數(shù)名，以字符串形式存儲(chǔ)），然后根據(jù)符號(hào)表中的偏移值到字符串中查找對(duì)應(yīng)的字符，然后進(jìn)行命名重整：工程名+類名+函數(shù)名，如下所示

image

-Symbol Table：存儲(chǔ)符號(hào)位于字符串表的位置

Dynamic Symbol Table：動(dòng)態(tài)庫(kù)函數(shù)位于符號(hào)表的偏移信息

還可以通過(guò)終端命令nm，獲取項(xiàng)目中的符號(hào)表

查看符號(hào)表：nm mach-o文件路徑
通過(guò)命令還原符號(hào)名稱：xcrun swift-demangle 符號(hào)

image
如果將edit scheme -> run中的debug改成release，編譯后查看，在可執(zhí)行文件目錄下，多一個(gè)后綴為dSYM的文件，此時(shí)，再去Mach-O文件中查找teach，發(fā)現(xiàn)是找不到，其主要原因是因?yàn)?code>靜態(tài)鏈接的函數(shù)，實(shí)際上是不需要符號(hào)的，一旦編譯完成，其地址確定后，當(dāng)前的符號(hào)表就會(huì)刪除當(dāng)前函數(shù)對(duì)應(yīng)的符號(hào)，在release環(huán)境下，符號(hào)表中存儲(chǔ)的只是不能確定地址的符號(hào)
對(duì)于不能確定地址的符號(hào)，是在運(yùn)行時(shí)確定的，即函數(shù)第一次調(diào)用時(shí)（相當(dāng)于懶加載），例如print，是通過(guò)dyld_stub_bind確定地址的（這個(gè)在最新版的12.2中通過(guò)斷點(diǎn)調(diào)試并未找到，后續(xù)待繼續(xù)驗(yàn)證，有不同見(jiàn)解的，歡迎留言指出）

image

函數(shù)符號(hào)命名規(guī)則

對(duì)于C函數(shù)來(lái)說(shuō)，命名的重整規(guī)則就是在函數(shù)名之前加_（注意：C中不允許函數(shù)重載，因?yàn)闆](méi)有辦法區(qū)分）

#include <stdio.h>
void test(){    }

image

對(duì)于OC來(lái)說(shuō)，也不支持函數(shù)重載，其符號(hào)命名規(guī)則是-[類名函數(shù)名]

image
對(duì)于Swift來(lái)說(shuō)，是云溪函數(shù)重載，主要是因?yàn)閟wift中的重整命名規(guī)則比較復(fù)雜，可以確保函數(shù)符號(hào)的唯一性

補(bǔ)充：ASLR

關(guān)于ASLR的詳細(xì)說(shuō)明參考iOS-底層原理 32：?jiǎn)?dòng)優(yōu)化（一）基本概念中對(duì)于ASLR的解釋，下面是針對(duì)函數(shù)地址的一個(gè)驗(yàn)證

通過(guò)運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，Mach-O中的地址與調(diào)試時(shí)直接獲取的地址是由一定偏差的，其主要原因是實(shí)際調(diào)用時(shí)地址多了一個(gè)ASLR（地址空間布局隨機(jī)化 address space layout randomizes）

image
可以通過(guò)image list查看，其中0x0000000100000000是程序運(yùn)行的首地址，后8位是隨機(jī)偏移00000000（即ASLR）

image
將Mach-O中的文件地址0x0000000100003D50 + 0x00000000 = 0x100003D50，正好對(duì)應(yīng)上面調(diào)用的地址

動(dòng)態(tài)派發(fā)

匯編指令補(bǔ)充

blr：帶返回的跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)到指令后邊跟隨寄存器中保存的地址
mov：將某一寄存器的值復(fù)制到另一寄存器（只能用于寄存器與起存起或者寄存器與常量之間傳值，不能用于內(nèi)存地址）
- mov x1, x0 將寄存器x0的值復(fù)制到寄存器x1中
ldr：將內(nèi)存中的值讀取到寄存器中
- ldr x0, [x1, x2] 將寄存器x1和寄存器x2 相加作為地址，取該內(nèi)存地址的值翻入寄存器x0中
str：將寄存器中的值寫(xiě)入到內(nèi)存中
- str x0, [x0, x8] 將寄存器x0的值保存到內(nèi)存[x0 + x8]處
bl：跳轉(zhuǎn)到某地址

探索class的調(diào)度方式

首先介紹下V_Table在SIL文件中的格式

//聲明sil vtable關(guān)鍵字
decl ::= sil-vtable
//sil vtable中包含 關(guān)鍵字、標(biāo)識(shí)（即類名）、所有的方法
2 sil-vtable ::= 'sil_vtable' identifier '{' sil-vtable-entry* '}'
//方法中包含了聲明以及函數(shù)名稱
3 sil-vtable-entry ::= sil-decl-ref ':' sil-linkage? sil-function-na
me

例如，以CJLTacher為例，其SIL中的v-table如下所示

class CJLTeacher{
    func teach(){}
    func teach2(){}
    func teach3(){}
    func teach4(){}
    @objc deinit{}
    init(){}
}

image

sil_vtable：關(guān)鍵字
CJLTeacher：表示是CJLTeacher類的函數(shù)表
其次就是當(dāng)前方法的聲明對(duì)應(yīng)著方法的名稱
函數(shù)表可以理解為 數(shù)組，聲明在 class內(nèi)部的方法在不加任何關(guān)鍵字修飾的過(guò)程中，是連續(xù)存放在我們當(dāng)前的地址空間中的。這一點(diǎn)，可以通過(guò)斷點(diǎn)來(lái)印證，

image
- register read x0，此時(shí)的地址和實(shí)例對(duì)象的地址是相同的，其中x8 實(shí)例對(duì)象地址，即首地址
  
  image

觀察這幾個(gè)方法的偏移地址，可以發(fā)現(xiàn)方法是連續(xù)存放的，正好對(duì)應(yīng)V-Table函數(shù)表中的排放順序，即是按照定義順序排放在函數(shù)表中

image

函數(shù)表源碼探索

下面來(lái)進(jìn)行函數(shù)表底層的源碼探索

源碼中搜索initClassVTable,并加上斷點(diǎn)，然后寫(xiě)上源碼進(jìn)行調(diào)試

image

其內(nèi)部是通過(guò)for循環(huán)編碼，然后offset+index偏移，然后獲取method，將其存入到偏移后的內(nèi)存中，從這里可以印證函數(shù)是連續(xù)存放的

對(duì)于class中函數(shù)來(lái)說(shuō)，類的方法調(diào)度是通過(guò)V-Taable，其本質(zhì)就是一個(gè)連續(xù)的內(nèi)存空間（數(shù)組結(jié)構(gòu)）。

問(wèn)題：如果更改方法聲明的位置呢？例如extension中的函數(shù)，此時(shí)的函數(shù)調(diào)度方式還是函數(shù)表調(diào)度嗎？

通過(guò)以下代碼驗(yàn)證

定義一個(gè)CJLTeacher的extension

extension CJLTeacher{
    func teach5(){ print("teach5") }
}

在定義一個(gè)子類CJLStudent繼承自CJLTeacher,查看SIL中的V-Table

class CJLStudent: CJLTeacher{}

查看SIL文件，發(fā)現(xiàn)子類只繼承了class中定義的函數(shù)，即函數(shù)表中的函數(shù)

image

其原因是因?yàn)?code>子類將父類的函數(shù)表全部繼承了，如果此時(shí)子類增加函數(shù)，會(huì)繼續(xù)在連續(xù)的地址中插入，假設(shè)extension函數(shù)也是在函數(shù)表中，則意味著子類也有，但是子類無(wú)法并沒(méi)有相關(guān)的指針記錄函數(shù) 是父類方法還是子類方法，所以不知道方法該從哪里插入，導(dǎo)致extension中的函數(shù)無(wú)法安全的放入子類中。所以在這里可以側(cè)面證明extension中的方法是直接調(diào)用的，且只屬于類，子類是無(wú)法繼承的

開(kāi)發(fā)注意點(diǎn)：

繼承方法和屬性，不能寫(xiě)extension中。
而extension中創(chuàng)建的函數(shù)，一定是只屬于自己類，但是其子類也有其訪問(wèn)權(quán)限，只是不能繼承和重寫(xiě)，如下所示

extension CJLTeacher{
    var age: Int{
        get{
            return 18
        }
    }
    func teach(){
        print("teach")
    }
}

class CJLMiddleTeacher: CJLTeacher{
    override func study() {
        print("CJLMiddleTeacher study")
    }
}

var t = CJLMiddleTeacher()
//子類有父類extension中方法的訪問(wèn)權(quán)限，只是不能繼承和重寫(xiě)
t.teach()
t.study()
print(t.age)

<!--運(yùn)行結(jié)果-->
teach
CJLMiddleTeacher study
18

final、@objc、dynamic修飾函數(shù)

final 修飾

final 修飾的方法是 直接調(diào)度的,可以通過(guò)SIL驗(yàn)證 + 斷點(diǎn)驗(yàn)證

class CJLTeacher {
    final func teach(){ print("teach") }
    func teach2(){ print("teach2") }
    func teach3(){ print("teach3") }
    func teach4(){ print("teach4") }
    @objc deinit{}
    init(){}
}

image

@objc 修飾

使用@objc關(guān)鍵字是將swift中的方法暴露給OC

class CJLTeacher{
    @objc func teach(){ print("teach") }
    func teach2(){ print("teach2") }
    func teach3(){ print("teach3") }
    func teach4(){ print("teach4") }
    @objc deinit{}
    init(){}
}

通過(guò)SIL+斷點(diǎn)調(diào)試，發(fā)現(xiàn)@objc修飾的方法是 函數(shù)表調(diào)度

image

【小技巧】：混編頭文件查看方式：查看項(xiàng)目名-Swift.h頭文件

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如果只是通過(guò)@objc修飾函數(shù)，OC還是無(wú)法調(diào)用swift方法的，因此如果想要OC訪問(wèn)swift，class需要繼承NSObject

<!--swift類-->
class CJLTeacher: NSObject {
    @objc func teach(){ print("teach") }
    func teach2(){ print("teach2") }
    func teach3(){ print("teach3") }
    func teach4(){ print("teach4") }
    @objc deinit{}
    override init(){}
}

<!--橋接文件中的聲明-->
SWIFT_CLASS("_TtC9_3_指針10CJLTeacher")
@interface CJLTeacher : NSObject
- (void)teach;
- (nonnull instancetype)init OBJC_DESIGNATED_INITIALIZER;
@end

<!--OC調(diào)用-->
//1、導(dǎo)入swift頭文件
#import "CJLOCTest-Swift.h"
//2、調(diào)用
CJLTeacher *t = [[CJLTeacher alloc] init];
[t teach];

查看SIL文件發(fā)現(xiàn)被@objc修飾的函數(shù)聲明有兩個(gè)：swift + OC（內(nèi)部調(diào)用的swift中的teach函數(shù)）

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即在SIL文件中生成了兩個(gè)方法

swift原有的函數(shù)
@objc標(biāo)記暴露給OC來(lái)使用的函數(shù)：內(nèi)部調(diào)用swift的

dynamic 修飾

以下面代碼為例，查看dynamic修飾的函數(shù)的調(diào)度方式

class CJLTeacher: NSObject {
    dynamic func teach(){ print("teach") }
    func teach2(){ print("teach2") }
    func teach3(){ print("teach3") }
    func teach4(){ print("teach4") }
    @objc deinit{}
    override init(){}
}

其中teach函數(shù)的調(diào)度還是 函數(shù)表調(diào)度，可以通過(guò)斷點(diǎn)調(diào)試驗(yàn)證，使用dynamic的意思是可以動(dòng)態(tài)修改，意味著當(dāng)類繼承自NSObject時(shí)，可以使用method-swizzling

@objc + dynamic

class CJLTeacher{
    @objc dynamic func teach(){ print("teach") }
    func teach2(){ print("teach2") }
    func teach3(){ print("teach3") }
    func teach4(){ print("teach4") }
    @objc deinit{}
    init(){}
}

通過(guò)斷點(diǎn)調(diào)試，走的是objc_msgSend流程，即 動(dòng)態(tài)消息轉(zhuǎn)發(fā)

image

場(chǎng)景：swift中實(shí)現(xiàn)方法交換

在swift中的需要交換的函數(shù)前，使用dynamic修飾，然后通過(guò)：@_dynamicReplacement(for: 函數(shù)符號(hào))進(jìn)行交換，如下所示

class CJLTeacher: NSObject {
    dynamic func teach(){ print("teach") }
    func teach2(){ print("teach2") }
    func teach3(){ print("teach3") }
    func teach4(){ print("teach4") }
    @objc deinit{}
    override init(){}
}

extension CJLTeacher{
    @_dynamicReplacement(for: teach)
    func teach5(){
        print("teach5")
    }
}

將teach方法替換成了teach5

image

如果teach沒(méi)有實(shí)現(xiàn) / 如果去掉dynamic修飾符，會(huì)報(bào)錯(cuò)

image

總結(jié)

struct是值類型，其中函數(shù)的調(diào)度屬于直接調(diào)用地址，即靜態(tài)調(diào)度
class是引用類型，其中函數(shù)的調(diào)度是通過(guò)V-Table函數(shù)表來(lái)進(jìn)行調(diào)度的，即動(dòng)態(tài)調(diào)度
extension中的函數(shù)調(diào)度方式是直接調(diào)度
final修飾的函數(shù)調(diào)度方式是直接調(diào)度
@objc修飾的函數(shù)調(diào)度方式是函數(shù)表調(diào)度，如果OC中需要使用，class還必須繼承NSObject
dynamic修飾的函數(shù)的調(diào)度方式是函數(shù)表調(diào)度，使函數(shù)具有動(dòng)態(tài)性
@objc + dynamic 組合修飾的函數(shù)調(diào)度，是執(zhí)行的是objc_msgSend流程，即 動(dòng)態(tài)消息轉(zhuǎn)發(fā)

補(bǔ)充：內(nèi)存插件

主要補(bǔ)充內(nèi)存插件libfooplugin.dylib安裝及使用

安裝 & 使用

在跟目下創(chuàng)建.lldbinit文件 vim /.lldbinit
然后輸入 plugin load libfooplugin.dylib路徑
使用：在lldb 調(diào)試中輸入 -- cat address 地址

可以在這里下載插件文件，密碼: go4q

內(nèi)存分區(qū)實(shí)踐

堆區(qū)

有以下代碼，通過(guò)cat查看t屬于哪個(gè)區(qū)

class CJLTeacher{
    func teach(){
        
    }
}
let t = CJLTeacher()

image

從結(jié)果中可以看出，是在堆區(qū)，即heap pointer

棧區(qū)

查看以下代碼的內(nèi)存地址位于哪個(gè)區(qū)？

func test(){
    var age: Int = 10
    print(age)
}

image

從結(jié)果來(lái)看，位于棧區(qū)，即stack pointer

全局區(qū)

對(duì)于C的分析

下面是C語(yǔ)言的部分代碼，查看其變量的內(nèi)存地址

//全局已初始化變量
int a = 10;
//全局未初始化變量
int age;

//全局靜態(tài)變量
static int age2 = 30;

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    char *p = "CJLTeacher";
    printf("%d", a);
    printf("%d", age2);
    return  0;
}

查看a（全局已初始化變量）的內(nèi)存地址

image

其中__DATA.__data表示segment.section,這里的位置和全局區(qū)并不沖突，因?yàn)橐粋€(gè)是人為的內(nèi)存分配（內(nèi)存布局分區(qū)），一個(gè)是Mach-O的segment.section段中，是文件的格式劃分

image
查看age（全局未初始化變量）的內(nèi)存地址

image

age在Mach-O文件中，放在了__DATA.__common段，主要放的就是未初始化的符號(hào)聲明（mach-o相比內(nèi)存劃分更細(xì)，主要是為了更好的定位符號(hào)），當(dāng)然此時(shí)的age 在內(nèi)存中依然在全局區(qū)
查看age2（全局已初始化靜態(tài)變量）的內(nèi)存地址（其中需要注意：age2必須使用才能找到，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)）

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觀察3個(gè)變量的地址,其地址都是相鄰的，因?yàn)樵趦?nèi)存中都放在了全局區(qū)，觀察其內(nèi)存地址，可以發(fā)現(xiàn)，在全局區(qū)中，未初始化變量地址比已初始化變量地址高

image
如果定義了一個(gè)char *p = "CJLTeacher",查看*p，存儲(chǔ)在__TEXT.cstring段，內(nèi)存中存儲(chǔ)在常量區(qū)

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如果是const修飾的變量呢？存放在Mach-O文件中的__TEXT.__const段

image
如果使用static + const修飾變量，此時(shí)變量在哪？**

static const int age3 = 40;

查看age3的內(nèi)存地址，地址特別大，而且使用cat查看不了，因?yàn)閙ach-o沒(méi)有記錄，age3 就是30，即使用static+const修飾的變量就相當(dāng)于直接替換

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對(duì)于swift的分析

let age = 10

由于是不可變所以不能通過(guò)po+cat查看內(nèi)存，通過(guò)匯編 首地址+偏移 來(lái)獲取age的內(nèi)存,發(fā)現(xiàn)是在Mach-O的__DATA.__common段

image

從這里可以發(fā)現(xiàn)，這與C中是有所區(qū)別的。swift的不同之處：已經(jīng)初始化的全局變量放在__DATA.__common段，猜測(cè)是因?yàn)?age開(kāi)始是被標(biāo)記為未初始化的，當(dāng)我們執(zhí)行代碼之后才將10存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的內(nèi)存地址中

如果是var修飾的變量呢？可以發(fā)現(xiàn)與let是一致的，還是__DATA.__common段

var age2 = 10

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總結(jié)

對(duì)于C語(yǔ)言中全局變量，根據(jù)是否已經(jīng)初始化，存儲(chǔ)在Mach-O中存儲(chǔ)位置是不同的
- 已初始化的全局變量：__DATA.__data
- 未初始化的全局變量：__DATA.__common
- 已初始化的全局靜態(tài)變量，即static修飾：__DATA.__data
- 對(duì)于char *p類型的字符：__TEXT.cstring
- const修飾的全局變量：__TEXT.__const
- static+const修飾的全局變量：Mach-O中沒(méi)有記錄

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Swift-進(jìn)階 03：值類型 & 引用類型

Swift-進(jìn)階 03：值類型 & 引用類型

值類型

結(jié)構(gòu)體

為什么結(jié)構(gòu)體是值類型？

總結(jié)

引用類型

類

為什么類是引用類型？

mutating

總結(jié)

方法調(diào)度

靜態(tài)派發(fā)

動(dòng)態(tài)派發(fā)

匯編指令補(bǔ)充

探索class的調(diào)度方式

final、@objc、dynamic修飾函數(shù)

總結(jié)

補(bǔ)充：內(nèi)存插件

安裝 & 使用

內(nèi)存分區(qū)實(shí)踐

堆區(qū)

棧區(qū)

全局區(qū)

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Swift-進(jìn)階 03：值類型 & 引用類型

值類型

結(jié)構(gòu)體

為什么結(jié)構(gòu)體是值類型？

總結(jié)

引用類型

類

為什么類是引用類型？

mutating

總結(jié)

方法調(diào)度

靜態(tài)派發(fā)

動(dòng)態(tài)派發(fā)

匯編指令補(bǔ)充

探索class的調(diào)度方式

final、@objc、dynamic修飾函數(shù)

總結(jié)

補(bǔ)充：內(nèi)存插件

安裝 & 使用

內(nèi)存分區(qū)實(shí)踐

堆區(qū)

棧區(qū)

全局區(qū)

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為什么結(jié)構(gòu)體是值類型？

為什么類是引用類型？

final、@objc、dynamic修飾函數(shù)