Swift初始化 编译的过程的四个安全检查
- 在调用父类初始化之前 必须给子类特有的属性设置初始值, 只有在类的所有存储属性状态都明确后, 这个对象才能被初始化
- 先调用父类的初始化方法, 再 给从父类那继承来的属性初始化值, 不然这些属性值 会被父类的初始化方法覆盖
- convenience 必须先调用 designated 初始化方法, 再 给属性初始值. 不然设置的属性初始值会被 designated 初始化方法覆盖
- 在第一阶段完成之前, 不能调用实类方法, 不能读取属性值, 不能引用self
一般情况下, 我们能很好的根据这些原则写好构造器, 但是偶尔还是有些不太理解的事情发生. 以下示例:
class AAA {}
class BBB: AAA {
var property:String {
set {}
get {
return "tempString"
}
}
override init() {
self.property = "valueString" // 报错'self' used in property access 'property' before 'super.init' call
super.init()
}
}
在上述代码中, self.property = "valueString" 一行报错: 'self' used in property access 'property' before 'super.init' call. 当然可以把这一行放在super.init()之后. 另外一种办法就是将计算属性property改为存储属性. 那么, 为什么存储属性可以计算属性就不行?
下面代码中, 在setter方法中打断点, 查看调用堆栈, 发现其实际调用为BBB.property.setter(newValue="valueString", self=0x00006000002ff370)
class AAA {}
class BBB: AAA {
var property:String {
set {
// 打断点
}
get {
return "tempString"
}
}
override init() {
super.init()
}
}
let obj = BBB.init()
obj.property = "valueString"
可以观察到, self作为参数使用, 违反了安全检查的第四条, 引用了self
疑问:
既然在第一阶段完成前不能引用self, 那为什么property为存储属性的时候可以在第一阶段使用self如self.property = "valueString"?
Swift的编译过程如下:
swift编译流程.jpg
我们可以将Swift语言转为SIL再进行分析, 为了方便分析构造器中属性初始化和构造器外属性赋值的区别, 将swift代码简化如下:
class AAA {
init() {}
}
class BBB: AAA {
var property:String
override init() {
self.property = "value1"
super.init()
}
func setProperty() {
self.property = "value2"
}
}
let b = BBB.init()
转换命令如下:
swiftc -emit-sil main.swift
得到的部分SIL如下:
......
// BBB.init()
sil hidden @$s4test3BBBCACycfc : $@convention(method) (@owned BBB) -> @owned BBB {
// %0 // users: %9, %13, %2
bb0(%0 : $BBB):
%1 = alloc_stack $BBB, let, name "self" // users: %17, %2, %19, %20
store %0 to %1 : $*BBB // id: %2
%3 = string_literal utf8 "value1" // user: %8
%4 = integer_literal $Builtin.Word, 6 // user: %8
%5 = integer_literal $Builtin.Int1, -1 // user: %8
%6 = metatype $@thin String.Type // user: %8
// function_ref String.init(_builtinStringLiteral:utf8CodeUnitCount:isASCII:)
%7 = function_ref @$sSS21_builtinStringLiteral17utf8CodeUnitCount7isASCIISSBp_BwBi1_tcfC : $@convention(method) (Builtin.RawPointer, Builtin.Word, Builtin.Int1, @thin String.Type) -> @owned String // user: %8
%8 = apply %7(%3, %4, %5, %6) : $@convention(method) (Builtin.RawPointer, Builtin.Word, Builtin.Int1, @thin String.Type) -> @owned String // user: %11
%9 = ref_element_addr %0 : $BBB, #BBB.property // user: %10
%10 = begin_access [modify] [dynamic] %9 : $*String // users: %11, %12
store %8 to %10 : $*String // id: %11
end_access %10 : $*String // id: %12
%13 = upcast %0 : $BBB to $AAA // user: %15
// function_ref AAA.init()
%14 = function_ref @$s4test3AAACACycfc : $@convention(method) (@owned AAA) -> @owned AAA // user: %15
%15 = apply %14(%13) : $@convention(method) (@owned AAA) -> @owned AAA // user: %16
%16 = unchecked_ref_cast %15 : $AAA to $BBB // users: %18, %21, %17
store %16 to %1 : $*BBB // id: %17
strong_retain %16 : $BBB // id: %18
destroy_addr %1 : $*BBB // id: %19
dealloc_stack %1 : $*BBB // id: %20
return %16 : $BBB // id: %21
} // end sil function '$s4test3BBBCACycfc'
// String.init(_builtinStringLiteral:utf8CodeUnitCount:isASCII:)
sil [serialized] [always_inline] [readonly] [_semantics "string.makeUTF8"] @$sSS21_builtinStringLiteral17utf8CodeUnitCount7isASCIISSBp_BwBi1_tcfC : $@convention(method) (Builtin.RawPointer, Builtin.Word, Builtin.Int1, @thin String.Type) -> @owned String
// BBB.setProperty()
sil hidden @$s4test3BBBC11setPropertyyyF : $@convention(method) (@guaranteed BBB) -> () {
// %0 // users: %9, %8, %1
bb0(%0 : $BBB):
debug_value %0 : $BBB, let, name "self", argno 1 // id: %1
%2 = string_literal utf8 "value2" // user: %7
%3 = integer_literal $Builtin.Word, 6 // user: %7
%4 = integer_literal $Builtin.Int1, -1 // user: %7
%5 = metatype $@thin String.Type // user: %7
// function_ref String.init(_builtinStringLiteral:utf8CodeUnitCount:isASCII:)
%6 = function_ref @$sSS21_builtinStringLiteral17utf8CodeUnitCount7isASCIISSBp_BwBi1_tcfC : $@convention(method) (Builtin.RawPointer, Builtin.Word, Builtin.Int1, @thin String.Type) -> @owned String // user: %7
%7 = apply %6(%2, %3, %4, %5) : $@convention(method) (Builtin.RawPointer, Builtin.Word, Builtin.Int1, @thin String.Type) -> @owned String // user: %9
%8 = class_method %0 : $BBB, #BBB.property!setter.1 : (BBB) -> (String) -> (), $@convention(method) (@owned String, @guaranteed BBB) -> () // user: %9
%9 = apply %8(%7, %0) : $@convention(method) (@owned String, @guaranteed BBB) -> ()
%10 = tuple () // user: %11
return %10 : $() // id: %11
} // end sil function '$s4test3BBBC11setPropertyyyF'
......
在代码中有明显的注释
......
// BBB.init()
......
// BBB.setProperty()
......
在BBB.init()部分, 对属性property赋值的代码为:
.....
%9 = ref_element_addr %0 : $BBB, #BBB.property // user: %10
%10 = begin_access [modify] [dynamic] %9 : $*String // users: %11, %12
store %8 to %10 : $*String // id: %11
end_access %10 : $*String
.....
可以看到是通过指针%9将字符串%8保存起来的. 再看BBB.setProperty()部分:
......
%8 = class_method %0 : $BBB, #BBB.property!setter.1 : (BBB) -> (String) -> (), $@convention(method) (@owned String, @guaranteed BBB) -> () // user: %9
%9 = apply %8(%7, %0) : $@convention(method) (@owned String, @guaranteed BBB) -> ()
......
%8为类方法BBB.property!setter, %0 为self, %7为赋值给属性的字符串.
很明显, 在构造器内对存储属性的初始化代码符合安全检查, 而构造器外对存储属性的赋值与计算属性属性都是通过setter方法. 虽然同样都是self.xxxx = ..... 的调用方式, 但是编译结果却不一样. 有兴趣的同学可以看一看计算属性的SIL, 此文仅抛砖引玉.
SIL官方文档: https://github.com/apple/swift/blob/master/docs/SIL.rst#witness-method
Swift编译流程, 参考: https://www.jianshu.com/p/c27d312bccea
另: 在指定构造器中, 先初始化本类所有的属性, 再调用
super.init(). 在便利构造器中, 需要先调用指定构造器, 再修改属性值. 即实例的创建是在指定构造器中一开始完成的. 参考BBB.init()中部分代码:%1 = alloc_stack $BBB, let, name "self" // users: %17, %2, %19, %20
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