一、類與結(jié)構(gòu)體的對(duì)比

1.在 Swift 中類和結(jié)構(gòu)體有很多共同之處：

• 定義屬性用來存儲(chǔ)值；
• 定義方法用于提供功能；
• 定義下標(biāo)腳本用來允許使用下標(biāo)語法訪問值；
• 定義初始化器用于初始化狀態(tài)；
• 可以被擴(kuò)展來默認(rèn)所沒有的功能；
• 遵循協(xié)議來針對(duì)特定類型提供標(biāo)準(zhǔn)功能。

2.類比結(jié)構(gòu)體多出的功能：

• 繼承允許一個(gè)類繼承另一個(gè)類的特征;
• 類型轉(zhuǎn)換允許你在運(yùn)行檢查和解釋一個(gè)類實(shí)例的類型；
• 反初始化器允許一個(gè)類實(shí)例釋放任何其所被分配的資源；
• 引用計(jì)數(shù)允許不止一個(gè)對(duì)類實(shí)例的引用。

結(jié)構(gòu)體與類的本質(zhì)區(qū)別為結(jié)構(gòu)體是值類型，類是引用類型(其實(shí)也可以理解為指針類型)。

也就是說一個(gè)類類型的變量并不直接存儲(chǔ)具體的實(shí)例對(duì)象，而是對(duì)當(dāng)前存儲(chǔ)具體實(shí)例內(nèi)存地址的引用。所以它們還有一個(gè)最直觀的區(qū)別就是存儲(chǔ)的位置不同：一般情況，值類型存儲(chǔ)的在棧上，引用類型存儲(chǔ)在堆上。

內(nèi)存區(qū)域

• 棧區(qū)(stack): 局部變量和函數(shù)運(yùn)行過程中的上下文
• Heap: 存儲(chǔ)所有對(duì)象
• Global: 存儲(chǔ)全局變量;常量;代碼區(qū)
• Segment & Section: Mach-O 文件有多個(gè)段( Segment )，每個(gè)段有不同的功能。然后每 個(gè)段又分為很多小的 Section
• TEXT.text : 機(jī)器碼
• TEXT.cstring : 硬編碼的字符串
• TEXT.const: 初始化過的常量
• DATA.data: 初始化過的可變的(靜態(tài)/全局)數(shù)據(jù) DATA.const: 沒有初始化過的常量
• DATA.bss: 沒有初始化的(靜態(tài)/全局)變量
• DATA.common: 沒有初始化過的符號(hào)聲明

可以通過cat 命令獲取具體的內(nèi)存區(qū)域

cat 命令獲取具體的內(nèi)存區(qū)域

二、Swift編譯過程

Swift的編譯過程與OC有所區(qū)別，雖然它們的后端都是使用LLVM來編譯生成.o可執(zhí)行文件，但是前端OC使用Clang生成IR，Swift的編譯器內(nèi)部包含Clang，擴(kuò)展了Swiftc來生成對(duì)應(yīng)的 IR。并且有一點(diǎn)需要注意Swift沒有預(yù)處理過程，所以之前在 OC 中通過宏定義完成的一些常量等，在 Swift 中通通不可用...

Swift編譯過程

1.Parse 語法解析器

分析輸出AST語法分析解析器是一個(gè)簡(jiǎn)單的遞歸解析器（在lib/Parse中實(shí)現(xiàn)），帶有一個(gè)集成的、手工編碼的 lexer.cpp。解析器負(fù)責(zé)生成沒有任何語義或類型信息的抽象語法樹（abstractsyntax Tree，AST），并針對(duì)輸入源的語法問題發(fā)出警告或錯(cuò)誤。
swiftc main.swift -dump-parse

2.語義分析

語義分析（在lib/Sema中實(shí)現(xiàn)）負(fù)責(zé)獲取解析后的 AST，并將其轉(zhuǎn)換為格式良好、完全檢查類型的 AST 形式，附上了所有類型的信息，針對(duì)源代碼中的語義問題拋出 warning 或 error。
swiftc main.swift -dump-ast

3.生成中間體語言(SIL)，未優(yōu)化

SIL 又是一種高級(jí)的、特定于 Swift 的中間語言，適合進(jìn)一步分析和優(yōu)化 Swift 代碼。SIL 也是一種 SSA 形式的 IR，lib/SILGen 這個(gè)庫會(huì)將類型檢查的 AST 降低為所謂的 raw SIL，這是一種原始的SIL。
swiftc main.swift -emit-silgen

4.生成中間體語言(SIL)，優(yōu)化后的

通過以下命令再進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化，輸出優(yōu)化之后的 SIL。SIL 的這部分優(yōu)化（在lib/Analysis、lib/ARC、lib/LoopTransforms和lib/Transforms中實(shí)現(xiàn)）對(duì)程序執(zhí)行額外的高級(jí)、特定于 Swift 的優(yōu)化，包括不限于：自動(dòng)引用計(jì)數(shù)優(yōu)化、非虛擬化和通用專門化等
swiftc main.swift -emit-sil

5.生成LLVM中間體語言 (.ll文件)

swiftc main.swift -emit-ir

6.生成LLVM中間體語言 (.bc文件)

swiftc main.swift -emit-bc

7.生成匯編

LLVM 可以繼續(xù)優(yōu)化它并生成機(jī)器代碼
swiftc main.swift -emit-assembly

8.編譯生成可執(zhí)行.out文件

swiftc -o main.o main.swift

swift 內(nèi)存結(jié)構(gòu)

struct HeapObject{
    var metadata: UnsafeRawPointer
    var refcounted1: UInt32
    var refcounted2: UInt32
}

struct Metadata{
    var kind: Int
    var superClass: Any.Type
    var cacheData: (Int, Int)
    var data: Int
    var classFlags: Int32
    var instanceAddressPoint: UInt32
    var instanceSize: UInt32
    var instanceAlignmentMask: UInt16
    var reserved: UInt16
    var classSize: UInt32
    var classAddressPoint: UInt32
    var typeDescriptor: UnsafeMutableRawPointer
    var iVarDestroyer: UnsafeRawPointer
}

Swift對(duì)象的內(nèi)存結(jié)構(gòu)HeapObject (類似于OC的objc_object) ，有兩個(gè)屬性: 一個(gè)是 Metadata ，一個(gè)是 RefCount ，默認(rèn)占用 16 字節(jié)大小