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Swift -03:方法调用和指针

Swift -03:方法调用和指针

作者: MonKey_Money | 来源:发表于2020-12-16 18:10 被阅读0次

    1.方法调用

    对于结构体中的⽅法都是静态调⽤(直接调⽤),那对于类⽐的 class 中的⽅法那?我们类中声明的⽅法 是通过 V-table 来进⾏调度的。

    1.1结构体方法调用

    struct MyStruct {
        func method1()  {
            print("method1")
        }
        func method2()  {
            print("method2")
        }
    }
    let myStruct = MyStruct()
    myStruct.method1()
    

    我们看断点


    image.png

    1.2类实例方法调用

    我们定义如下类

    class PWTeacher {
        func method1()  {
            print("method1")
        }
        func method2()  {
            print("method2")
        }
        func method3()  {
            print("method3")
        }
    }
    

    查看sil文件

    sil_vtable PWTeacher {
      #PWTeacher.method1: (PWTeacher) -> () -> () : @main.PWTeacher.method1() -> () // PWTeacher.method1()
      #PWTeacher.method2: (PWTeacher) -> () -> () : @main.PWTeacher.method2() -> () // PWTeacher.method2()
      #PWTeacher.method3: (PWTeacher) -> () -> () : @main.PWTeacher.method3() -> () // PWTeacher.method3()
      #PWTeacher.init!allocator: (PWTeacher.Type) -> () -> PWTeacher : @main.PWTeacher.__allocating_init() -> main.PWTeacher    // PWTeacher.__allocating_init()
      #PWTeacher.deinit!deallocator: @main.PWTeacher.__deallocating_deinit  // PWTeacher.__deallocating_deinit
    }
    

    我们创建实例,并调用方法,通过断点看调用

    let t = PWTeacher()
    t.method1()
    t.method2()
    t.method3()
    
    image.png

    通过汇编调试,我们可以看出在结构体调用方法时,是直接call地址,而类实例调用方法时,则是通过偏移找到方法在vtable的位置,然后再call调用。我们可以看出method1,method2,method3,在偏移时,之间相差8字节。
    extension的调用方式呢

    extension PWTeacher {
        func method4()  {
            print("method4")
        }
    }
    let t = PWTeacher()
    t.method4()
    

    我们通过汇编调试,看一下


    image.png

    extension中的方法调用和struct中的方法调用是一样的都是直接调用。

    1.3.方法关键字

    final 关键字修饰方法

    我们调用final修饰的方法,从汇编看出是直接调用,从sil文件可以看到vtable文件没有被final修饰的方法。

    @objc修饰方法

    调用还是在vtable中通过偏移找到函数指针进行调用的
    在sil中我们可以看到


    image.png

    经过@objc修饰的函数在sil中会生成两个函数,一个供swift调用,一个供OC调用,但是供OC函数内还是调用供的swift调用的函数。

    swfit类继承NSObject,

    我们在oc中可以访问,方法属性如果添加@objc,oc内也可以访问

    class PWTeacher :NSObject{
       @objc  var age:Int = 10
        @objc func teachMethod(){
            print("teachMethod")
        }
    }
    

    我们可以在项目-Swift.h文件中看到

    SWIFT_CLASS("_TtC10OCAndSwift9PWTeacher")
    @interface PWTeacher : NSObject
    @property (nonatomic) NSInteger age;
    - (void)teachMethod;
    - (nonnull instancetype)init OBJC_DESIGNATED_INITIALIZER;
    @end
    
    image.png

    dynamic关键字

    class PWTeacher {
      dynamic func method1()  {
            print("method2")
        }
    
    }
    let t = PWTeacher()
    t.method1()
    

    swift调用的时候,还是调用vtable方法表,

    dynamic加@objc关键字

    class PWTeacher {
    @objc  dynamic func method1()  {
            print("method2")
        }
    }
    let t = PWTeacher()
    t.method1()
    

    我们看汇编


    image.png

    经过objc dynamic修饰的,方法调用objc_msgSend

    dynamic加@_dynamicReplacement

    class PWTeacher {
    dynamic func method()  {
            print("method")
        }
    
    }
    extension PWTeacher {
    
        @_dynamicReplacement(for:method)
        func method1()  {
            print("method1")
    
            
        }
    }
    let t = PWTeacher()
    t.method()
    t.method1()
    

    打印结果

    method1
    method1
    

    调用method时,实质是调用的method1。调用method1和原先不变。

    1.4.补充arm64下的汇编指令

    blr ; 带返回的跳转指令,跳转到指令后边跟随寄存器中保存的地址
    mov: 将某⼀寄存器的值复制到另⼀寄存器(只能⽤于寄存器与寄存器或者寄存器 与常量之 间传值,不能⽤于内存地址),如: 6 mov x1, x0 将寄存器 x0 的值复制到寄存器 x1 中
    ldr: 将内存中的值读取到寄存器中,如: 9 ldr x0, [x1, x2] 将寄存器 x1 和寄存器 x2 相加作为地址,取该内存 地址的值放⼊寄存器 x0 中
    str : 将寄存器中的值写⼊到内存中,如: 12 str x0, [x0, x8] , 将寄存器 x0的值保存到内存[x0 + x8]处
    bl: 跳转到某地址

    2.指针

    原始指针的使用

    let p = UnsafeMutableRawPointer.allocate(byteCount: 32, alignment: 8)
    for i in 0..<4 {
        p.advanced(by: i*8).storeBytes(of: i+1, as: Int.self)
    }
    for i in 0..<4 {
    let value =  p.load(fromByteOffset: i*8, as: Int.self)
        print(value)
    }
    p.deallocate()
    

    allocate:分配32字节的内存大小
    advanced:代表当前p前进的步长,对于RawPointer来说,我们需要移动的是

    withUnsafePointer的使用

    var age = 18
    age = withUnsafePointer(to: &age){
        ptr in
        ptr.pointee + 12
    }
    print(age)
    

    能正常打印
    如果我们想在内部修改ptr的值则可以使用withUnsafeMutablePointer

    var age = 18
    withUnsafeMutablePointer(to: &age){
        ptr in
        ptr.pointee += 12
    }
    print(age)
    

    打印结果是30

    UnsafeMutablePointer的使用

    var ptr = UnsafeMutablePointer<Int>.allocate(capacity: 1);
    ptr.initialize(to: 20)
    ptr.deinitialize(count: 1)
    ptr.deallocate()
    print(ptr.pointee)
    

    allocate和deallocate,initialize和deinitialize是成对出现的
    结构体指针的使用

    struct PWPerson {
        var age = 18
        var height = 180
    }
    var ptr = UnsafeMutablePointer<PWPerson>.allocate(capacity: 2)
    ptr.initialize(to: PWPerson())
    ptr.advanced(by: 1).initialize(to: PWPerson(age: 20, height: 190))
    //方法1访问
    print(ptr[0])
    print(ptr[1])
    //方法2访问
    print(ptr.pointee)
    print((ptr+1).pointee)
    //方法3访问
    print(ptr.pointee)
    print(ptr.successor().pointee)
    
    ptr.deinitialize(count: 2)
    ptr.deallocate()
    

    在advanced中因为我们知道类型所以知道一次要移动的字节数,所以我们在这里写1,2,3等步数,
    而UnsafeMutableRawPointer移动的是字节数,因为不知道步长是多少。

    swift实例转化成结构体

    class PWTeacher {
        var age:Int = 18
        
    }
    struct HeapObject {
        var kind:UnsafeRawPointer
        var strongRef:UInt32
        var unownedRed :UInt32
    
    }
    struct lg_swift_class {
        var kind: UnsafeRawPointer
        var superClass: UnsafeRawPointer
        var cachedata1: UnsafeRawPointer
        var cachedata2: UnsafeRawPointer
        var data: UnsafeRawPointer
        var flags: UInt32
        var instanceAddressOffset: UInt32
        var instanceSize: UInt32
        var flinstanceAlignMask: UInt16
        var reserved: UInt16
        var classSize: UInt32
        var classAddressOffset: UInt32
        var description: UnsafeRawPointer
    
    }
    
    var t = PWTeacher()
    //Unmanaged 类似于OC和CF所有权的转换
    let ptr = Unmanaged.passUnretained(t as AnyObject).toOpaque()
    //ptr获得的指针类型为UnsafeMutableRawPointer
    //通过bindMemory,从RawPointer转换成UnsafeMutablePointer,
    let heapPoiner = ptr.bindMemory(to: HeapObject.self, capacity: 1)
    let metaPtr = heapPoiner.pointee.kind.bindMemory(to: lg_swift_class.self, capacity: 1)
    
    print(metaPtr.pointee)
    

    总结:
    Unmanaged.passUnretained是把一个UnsafePointer(UnsafeMutablePointer)类型的指针转成UnsafeMutableRawPointer
    ptr.bindMemory:是UnsafeMutableRawPointer指针绑定为UnsafePointer(UnsafeMutablePointer)指针,如果ptr已经是UnsafePointer(UnsafeMutablePointer)则重新绑定
    bindMemory(to: Capacity:) : 更改内存绑定的类型,如果之前没有绑定,那么就是⾸次绑定;如果绑 定过了,会被重新绑定为该类型

    UnsafePointer类型的转换 UnsafePointer<(Int,Int)>转化成UnsafePointer<Int>

    var tul = (10,12)
    func test(ptr:UnsafePointer<Int>){
        print(ptr.pointee)
    }
    withUnsafePointer(to: &tul) {
        (tulPtr:UnsafePointer<(Int,Int)>) in
        test(ptr: UnsafeRawPointer(tulPtr).assumingMemoryBound(to: Int.self))
    }
    

    assumingMemoryBound: 假定内存绑定,这⾥是告诉编译器:哥们我就是这种类型,你不要检查我 了

    withMemoryRebound UnsafePointer<Int>转化成UnsafePointer<UInt64 >

    var age = 10
    func test(ptr:UnsafePointer<UInt64>) {
        print(ptr.pointee)
    }
    withUnsafePointer(to: &age) { (ptr:UnsafePointer<Int>)  in
        test(ptr: ptr.withMemoryRebound(to: UInt64.self, capacity: 1){$0})
    }
    

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