第九章:泛型 Generics
9.4 泛型的工作方式(How Generics Work)
本小节讲了一些关于泛型底层
的知识点和一些特殊情况下
的使用。可以当做扩充知识面去学习。
我们先看看一个最简单的泛型函数的底层实现
func min<T: Comparable>(_ x: T, _ y: T) -> T {
returny<x?y:x
}
编译器无法为这个函数直接生产代码
,原因如下:
1.编译器不知道T的```变量大小```
2.编译器不知道需要调用的<函数是否有重载,所以也不知道需要调用的```函数的地址```
swift 为函数引入了一套间接的中间层
来解决这个问题,引入了一个容器,编译器会把泛型放到这个容器中
对于泛型的参数,编译器还维护了一个或者多个目击表(witness table)
,包括一个值目击表
,以及每个协议约束的协议目击表
。 这些表将运行时的函数动态派发
到正确的实现中。 表里实际上放的都是指针
。同时还记录了类型大小和对齐方式
。
泛型特化
光看泛型特化这个词很难理解它的用法和意思,后面我们会讲。
使用泛型特化的原因:
大家先了解一个swift的设计目标: "编译一次,动态派发"
swift 泛型API只需要知道泛型函数或者类型的声明,并不关心实现
。
所以结果的代码不是那么直接。这会导致运行时性能低
swift库中有很多泛型的使用,性能开销很容易叠加。
这里就引入了泛型特化(generic specialization)
来避免这个不必要的开销。
泛型特化的本质:
编译器按照具体的参数类型
将函数进行复制
。
文章一开始的例子中,可能针对于Int的参数类型特化出一个方法是这样的
func min(_ x: Int, _ y: Int) -> Int {
returny<x?y:x
}
泛型特化不仅能去掉虚拟派发的开销
, 还可以让内联
等进一步优化成为可能
泛型特化的决定在编译时
进行。特化的参数类型很可能是你经常使用
的具体类型,
如果你经常使用Int 只用过一次float 那么就会特化出上面的函数。
缺点:泛型定义和调用在同一个文件中
时,泛型特化才能工作,只能在模块内使用😅(标准库中的泛型方法除外,因为标准库的定义对于所有模块都是可见的)
全模块优化
因为泛型特化是一个很严重的限制,所以编译器引入了一个标志来启用全模块优化
可以通过向 swiftc 传递 -whole-module-optimization 来开启全模块优化
一般都是在发布版本中
进行这项操作,
优点:
大幅度提升性能
缺点:
会带来更长的编译时间
@_specialize 关键字
@_specialize 是一个非官方
的标签,计划将来会引入到标准库中。
作用:将你的泛型代码进行指定版本的特化,使其在其他模块中
也可用。(你必须要指明想要进行特化的类型列表)
使用如下:
@_specialize(exported: true, where T == Int)
@_specialize(exported: true, where T == String)
public func min<T: Comparable>(_ x: T, _ y: T) -> T {
returny<x?y:x
}
over~
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