上一节，我们分析了属性(存储性、计算型)和属性观察者(willSet、didSet)
- Lazy 懒加载
- static 单例
- struct 结构体
- mutating & inout
- 静态函数调用
- 函数重载
- 静态寻址
准备工作：
MachoView软件： 下载地址
MachoView是查看机器执行文件的工具。苹果的应用经过LLVM编译处理后，会输出Mach-O格式（全称Mach Object）的可执行文件。在这个文件中，我们可以查看APP运行需要的代码资源和执行指令。
1. Lazy 懒加载
1.1 创建
swift中懒加载是使用Lazy进行修饰
- 必须是
var（可变存储属性），不可以是let（不可变属性），也不能是option（可选值）。
class HTPerson {
// 懒加载属性
lazy var name: String = "ht"
}
初始时，没有值。
image.png
首次访问后，有值
image.png
所以
Lazy修饰的属性，具备延时加载功能。（首次访问时才加载）
1.2 大小
-
懒加载属性的大小，与本身属性大小不同：
swift中int(64位系统)原本8字节，但lazy修饰后，就变成16字节
image.png
1.3 SIL分析
- 将
main.swift输出SIL文件，使用VSCode打开SIL文件:
swiftc -emit-sil main.swift >> ./main.sil
image.png
- 可以清晰看到：
懒加载属性，创建时，是可选值。但是在首次访问(getter)时，进行初始赋值，返回非可选类型的值。
注意
懒加载是线程不安全的。 读写未加锁，多线程同时访问(getter)时，可能多次赋值。
Q: 为何lazy修饰的Int属性是16字节：
- 因为
lazy修饰的属性，会变成可选类型。
（option: 可选类型。本质是枚举，值类型）
包含some<Int>和none两个枚举类型。其中none是0x0。打印
image.png
- 其中：
none占1字节，some<Int>占8字节。所以实际大小(size)为9字节。- 对外遵循
align8（8字节对齐）原则，系统会开辟16字节空间（8的倍数）来存储真实大小为9字节的数据
（align8原则：为了避免五花八门的空间大小，增加系统读取数据的困难性。所以统一以8字节为一个单位，进行一段一段的截取，提高读取效率。）
lazy总结
lazy必须修饰var(可变类型)存储属性，- 必须有
默认初始值，但初始值会延迟到首次加载时赋值。
（所以lazy修饰的属性，叫延迟存储属性，也叫懒加载属性）延迟存储属性是线程不安全的（可能多次赋值）延迟存储属性影响实例对象的大小
2. static 单例
2. 1 类属性
-
类属性使用static修饰
class HTPerson {
static var age: Int = 18
}
print(HTPerson.age) // 打印18
print("end")
- 生成
SIL文件，getter方法调用了builtin "once",内部是调用swift_once:
image.png
-
swift源码查看swift_once,内部调用gcd的dispatch_once_f，创建单例，线程安全（内部有锁，读写安全）。
image.png
2.2 OC & swift 单例
- OC单例：
使用gcd创建，使用父类alloc初始化,拦截alloc，任何方式实例化，返回的都是单例对象。
@implementation HTPerson
static HTPerson *sharedInstance = nil;
+ (instancetype)sharedInstance{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
// 不使用alloc方法，而是调用[[super allocWithZone:NULL] init]
// 重载allocWithZone基本的对象分配方法，所以要借用父类（NSObject）的功能处理底层内存分配
// 此时不管外部使用设么方式创建对象，最终返回的都是单例对象
sharedInstance = [[super allocWithZone:NULL] init] ;
});
return sharedInstance;
}
+(id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone {
return [HTPerson sharedInstance] ;
}
-(id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
return [HTPerson sharedInstance] ;
}
-(id)mutablecopyWithZone:(NSZone *)zone {
return [HTPerson sharedInstance] ;
}
@end
- Swift单例：
直接static创建，将init方法藏起来(private私有重写)。
class HTPerson {
// 创建单例对象
static let sharedInstance = HTPerson()
// 重写init方法，设为私有方法
private init(){}
}
3. struct 结构体
对比struct和class:
init初始化方法
struct： 没有init时，默认生成。创建init后，使用自己创建的。
class： 必须手动创建
image.png
- 类型:
struct:值类型（不可更改，分配在栈区。copy是值拷贝(深拷贝)，不共享状态）
class:引用类型（可更改，分配在堆区。copy是指针拷贝（浅拷贝)，共享状态）
image.png
值类型是直接存储值，所以读取和拷贝都是值。引用类型是存储指针地址，所以读取和拷贝都是指针地址。
（需要通过指针地址去取值）检验：（
withUnsafeMutablePointer函数读取对象的指针地址）
image.png
struct实例化时，是栈区alloc_stack使用let创建并返回self。（没有看到malloc相关函数，没有在堆区开辟空间）。读取值是通过栈区地址偏移，直接读取。
- 写时复制(Copy On Write)
- 当
struct对象赋值给一个新对象时，2个对象指向的地址是同一个。- 只有当新对象
被引用时，才会在新的内存空间，完整拷贝一个对象，并存储新值。
目的：提升性能，节约内存空间
（2个完全一样的对象，没必要占用2个内存空间，当它真正被使用时，再开辟空间）
struct值类型中，应避免包含引用类型对象。因为保存的是引用类型的地址，同样会调用strong_retain对引用类型对象进行引用计数+1。我们默认struct内部都使用值类型，减少使用的困扰
（可使用CFGetRetainCount()打印引用计数，进行观察）
4. mutating & inout
-
struct属性不可修改，除非有mutating声明。
struct HTStack {
var items = [Int]()
// 使用 mutating 修饰函数
mutating func push(item: Int) {
self.items.append(item)
}
}
image.png
- 生成
SIL文件，可以查看到mutating修饰的函数，内部使用@inout声明了入参，读取的是入参地址，而不是值。所以可以更改。
image.png
5. 静态函数调用
struct是值类型，属性是直接读取，那它怎么调用函数呢？
创建
测试项目，编译生成Demo(.o可执行文件):
image.png
打开
终端，输入nm空格,拖入.o可执行文件读取完整路径，回车。
可以看到eat函数编译后的符号名(_$s4Demo8HTPersonV3eatyyF)。
image.png
使用
machoView软件，打开编译好的.o文件，点击Assembly，搜索eat，比对函数名，定位eat函数在符号表中的位置:
image.png
选择
Symbol Table下的Symbol符号表，搜索eat，比对Value，确实可通过Assembly中记录的地址找到eat函数在符号表中的位置。而String Table Index记录了该符号在字符串表中的位置。（第2位开始）
image.png
选择
String Table字符串表，核对可发现，从第2个字符开始，就是eat函数命名重整后的符号名：_$s4Demo8HTPersonV3eatyyF
image.png
- 总结：
- 项目
编译后，machoView查看.o文件。c语言函数和结构体函数都是静态调用（直接调用函数地址）静态函数的调用都在__TEXT段中，__TEXT中：记录符号在Symbol符号表中的位置Symbol符号表中：记录符号在StringTable字符串表中的位置StringTable字符串表：以字符串形式,存储所有变量名和函数名
静态执行，执行效率非常高！(静态调用，就是地址调用)
DSYM文件: 用于还原符号表。捕获崩溃，定位线上BUG
- 选择
release模式，编译，会多生成DSYM文件，使用MachoView查看.O文件。发现找不到eat函数，比Debug模式下少很多内容。
重点
静态链接函数是不需要符号的，一旦地址确定，可直接调用。在
Debug调试环节可以便于开发，但release模式下（iOS项目），为了减小包体积，strip（剥掉）这些静态链接函数的符号。
release包中存在的符号，是不能直接确定地址的。
如:Lazy Symbol Pointers(懒加载的符号)：在首次被调用时才会生成地址，所以不能strip掉。
再比如：外部库的函数调用：运行时断点，在汇编中可以看到，调用了dyld_stub_binder。 因为不在当前函数库中，编译文件记录了print函数所在的库，并进行了动态绑定。 在调用这个函数时，需要沿着这个路径去找库，找到它真正的地址。再进行调用。
静态链接函数的名称和地址，在编译期就已经确定,可优化，直接使用地址。
（可多次编译查看，会发现代码没改变时，名称和地址都是不会变的）
而动态库的链接，是dyld在运行时去动态查找的，无法直接确定地址。所以需要符号表记录它存放在哪个库的哪个地址，再顺应摸瓜去找到并调用它。
6. 函数重载
函数重载： 使用相同的函数名，但入参不一样的函数。
struct HTPerson {
// 函数名都是eat，但参数类型不一样。
func eat(num: Int){
print("吃\(num)个")
}
func eat(name: String) {
print("吃\(name)")
}
}
Q: 为什么C、OC语言不支持函数重载，而C++、swift支持函数重载？
区别: 是否有
命名重整规则。C和OC没有，C++和swift有。
- 通过打印
MachO可执行文件的符号表。就清楚了：
【方法】 打开
终端，输入nm,拖入MachO可执行文件读取完整路径，回车:
- 我们以
各类语言的test函数为例：func test() { }【C语言】函数名:
_test
image.png
【OC语言】函数名:
-[HTPerson test]
image.png
【C++语言】函数名:
__Z4testv
image.png
【Swift语言】函数名:
_$s4Demo4testyyF
image.png
这就是
C++、swift支持函数重载，而C、OC语言不支持的原因。
- 因为他们
函数符号（名称）没处理，相同命名函数，无法区分。
拓展
可以通过xcrun swift-demangle s4Demo4testyyF,将swift的test函数符号名还原：
(其中s4Demo4testyyF是命名重整后的test函数)
image.png
7. 静态寻址
-
新建一个iOS项目，以
test函数为例，在调用test函数处加断点。
image.png
-
运行代码，打开汇编模式，可以看到test函数在运行时的调用地址为0x10cbd51e0
image.png
-
编译后，用MachoView中打开.o文件,在__TEXT中搜索tes,找到编译后的test函数地址:0x1000041D0
image.png
发现test函数调用地址在编译期和运行时有偏差(ASLR随机地址偏移)。
ASLR：随机地址偏移
- 为
保证APP的数据安全，每次APP启动时，都会随机生成一个地址偏移值。
运行时查找所有符号，必须在编译期确定的符号地址上，加上随机生成的ASLR偏移值，才是运行时正确的符号地址。
验证
公式：
ASLR随机偏移值=运行时基地址-编译期基地址运行时函数地址=编译期函数地址+ASLR随机偏移值获取信息:（每次APP启动，运行时的数据都会变）
程序运行到断点，输入image list打印镜像文件的地址。第一个镜像文件地址就是运行时的基地址。
【运行时基地址】:0x000000010897f000
【运行时函数地址】0x1089831d0
image.png
【编译期函数地址】
0x1000041D0
image.png
【编译期基地址】
0x100000000（Load Comand的_TEXT中找到VM Address）
image.png
【计算】：
ASLR偏移值 = 【运行时基地址】:
0x000000010897f000- 【编译期基地址】0x100000000=0x0x000000000897f000
image.png
运行时函数地址 = 【编译期函数地址】
0x1000041D0+ ASLR偏移值0x0x000000000897f000= 0x00000001089831d0
image.png
与我们打印的【运行时函数地址】
0x1089831d0一抹抹一样样。完美！！
- 至此。我相信你对
ASLR随机偏移值，静态寻址都十分熟悉了。
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