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汇编分析Swift多态原理

汇编分析Swift多态原理

作者: 扑腾的蛾子 | 来源:发表于2022-07-06 14:52 被阅读0次

    多态

    首先看一下结构体的实例方法调用



    看一下汇编



    编译完就能确定最终调用谁,因为函数地址是写死的。

    换成class之后我们再来看一下



    再看一下汇编



    可以发现汇编代码多了很多,而且方法调用时候地址也不是固定的了,所以在不需要使用继承的时候,使用struct效率会高一些。

    通过si进入方法内部



    可以确定是进入了speak方法,同理其他方法的调用也是同样的方式。

    下面正式进入多态原理的环节,先来看一下什么是多态



    父类指针指向了子类。



    -0x48(%rbp)就是全局对象anim的地址值,%r13就是堆空间对象(Dog()生成的对象)的地址值,第二句是去堆空间对象地址取出8个字节的数据给%rax,所以%rax里面放的是dog对象内存的前8个字节,也就是类型信息,方法的内存地址会放在类型信息里面,也就是知道了是调用父类的方法还是子类的方法。

    dog对象调用方法的时候,首先会去拿类型信息,然后加上偏移量,这里是0x50,就会直接到方法的内存地址,取出8个字节出来,就是speak方法的内存地址。eat等方法的调用也是同样的方式。

    类型信息里面有一个函数表,这个函数表以Dog类为例

    0x50高度的内存
    Dog.speak() //8个字节
    Dog.eat()
    Animal.sleep()
    Dog.run()
    

    从这三次方法的调用我们可以看出偏移量都是0x50,因为每个方法地址占用8个字节的内存。

    无论创建多少个dog对象,其前8个字节都是相同的,都是一样的类型信息。

    我们代码内存有这么几个空间,堆空间、全局区、栈空间、代码区。那么类型信息是存在哪个区的呢,首先排除栈空间,因为他是一直存在的不是调用完就出栈的,需要一直停留在内存当中,我们通过汇编来看下到底是哪个区域。




    0x102cce879 + 0x9867 = 0x102CD80E0,也就是dog对象(全局变量)的地址值,可以对比Dog的类型信息地址,非常的像。



    以上是堆空间Dog对象地址值, 代码区的地址值是汇编最左边的地址,类似这样0x100c36800,从地址大小来划分的话就是:代码区、全局区、堆空间、栈空间。从地址我们可以大致看出来,类型信息是在全局区。

    还可以利用MachOView窥探mach-o文件,来看类型信息是在TEXT段还是DATA段。

    总结:
    Swift中多态的实现原理,是类似于C++的虚表,直接将对象将来要调用的方法地址放到了类型信息里,而且是编译完就可以确定的。

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