iOS Swift 异变方法、方法调度

再见 2021

一、异变方法（关键字：mutating）

值类型的属性只有在添加 mutating 关键字时才能被自身实例方法修改

//main.swift
struct Size {
    var width  = 0.0
    var height = 0.0

    func changeWidth(w newWidth: Double){
        width = newWidth // 报错 Cannot assign to property: 'self' is immutable
    }
    mutating func changeSize(w newWidth: Double,h newHeight: Double){
        width = newWidth
        height = newHeight
    }
}

通过 Swift 中间语言 SIL 来查看添加和没添加 mutating 关键字的区别
SIL 全称 Swift Intermediate Language 可以用它来了解 Swift 底层实现细节

步骤

• 打开终端cd到当前main.swift目录
• 通过下面的命令将main.swift编译成main.sil

swiftc -emit-sil main.swift | xcrun swift-demangle >> ./main.sil

• 使用 VS Code 或者 Sublime Text 打开 main.sil 文件

第一次看到 main.sil 文件里面的东西，我也是一脸懵逼 😳 里面的东西很多，不要慌，通过搜索 changeWidth 和 changeSize 关键字定位到上述两个方法在 main.sil 中的位置 （内容较多 只贴出关键信息）

sil hidden @main.Size.changeWidth(w: Swift.Double) -> () : $@convention(method) (Double, Size) -> () {
// %1 "self"
debug_value %1 : $Size, let, name "self", argno 2 
} 

sil hidden @main.Size.changeSize(w: Swift.Double, h: Swift.Double) -> () : $@convention(method) (Double, Double, @inout Size) -> () {
// %2 "self" 
debug_value_addr %2 : $*Size, var, name "self", argno 3 

备注：
sil: 函数以关键字 sil 开头
hidden: 内部隐藏关键字，表明该方法仅在同一个 Swift 模块中可见
%1 和 %2 : 代表 self

对比发现 changeSize 方法比 changeWidth 多了一个 @inout 关键字，而且 changeWidth 里面的 self 是不可变的 (let 修饰)，而 changeSize 里面的 self 是可变的 (var 修饰)
通过 SIL 官方文档查询我们得知：@inout参数是间接的，地址必须是已初始化对象的地址。

异变方法的本质

传入的 self 会被标记为 inout 参数，例如 main.sil 中的 changeSize(@inout Size)，不论 mutating 方法内部发生什么，都会影响外部，因为被自身的实例方法修改了

二、方法调度

上代码

class Person {
    
    func sayHello(){
        print("嗨！靓仔")
    }
    
}

var p = Person()
p.sayHello()

sayHello 函数的调用过程如下：

• 找到 Metadata
• 确定函数地址(metadata + 偏移量)
• 执行函数。

Metadata数据结构如下

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
}

注意倒数第二个 typeDescriptor ，不论是 Class、Struct 还是 Enum 都有自己的 Descriptor：对类的一个详细描述

struct TargetClassDescriptor {
    var flags: UInt32
    var parent: UInt32
    var name: Int32
    var accessFunctionPointer: Int32
    var fieldDescriptor: Int32
    var superClassType: Int32
    var metadataNegativeSizeInWords: UInt32
    var metadataPositiveSizeInWords: UInt32
    var numImmediateMembers: UInt32
    var numFields: UInt32
    var fieldOffsetVectorOffset: UInt32
    var Offset: UInt32
    var size: UInt32
    //V-Table
}

方法调度总结：

• 值类型： 静态派发
• 类：函数派发
• NSObject 子类：函数派发
• 不论是值类型、类还是NSObject 子类， extension 后均为静态派发

影响函数派发方式的关键字

• final：添加了 final 关键字的函数无法被重写，使用静态派发，不会在 Vtable 中出现，并且对 objc runtime 不可见
• dynamic：函数均可添加 dynamic 关键字，为非 objc 类和值类型的函数赋予动态性，但派发方式函数函数表派发
• @objc：添加该关键字可以将 Swift 函数暴露给 objc runtime，依旧是函数表派发
• @objc + dynamic：消息派发