Swift 函數派發的一點了解

題外話

那天和羣裏一我的聊天，他去過頭條京東面試，用的 Swift，問的問題我都沒都聽過，其中就有這個 Swift 派發機制。決定仍是看下這些基礎原理，而後忽然想到一個問題，爲何要寫博客呢，如今的想法是和別人交流的時候能邏輯很清晰的解釋什麼是 派發機制，否則以個人慣性，可能時間過一點就說的迷迷糊糊了。看了幾篇文章，這兩篇說得不錯。

kemchenj.github.io/2016-12-25-…

zhaoxinyu.me/2018-04-08-…

www.jianshu.com/p/cfe7da018…

下面文章寫的有點怪，是先帶着結果看問題的。由於這也是我最開始的思路，和其餘博客不太同樣，我並非先遇到問題。這個話題是我想了解因此就直接查的問題，得出結論，而後根據結論分析一些代碼例子，最後一步是提供驗證這些結論是否正確的方法，由於最後一步比較乏味。

派發機制

經過閱讀上面兩篇文章和 SIL 代碼驗證事後，swift 有四種派發方式：

• static dispatch：靜態派發(直接派發)
• table dispatch：函數表派發， 經過 SIL 分析，swift 中有兩種函數表，協議用的 witness_table，類用的 virtual_table
• message dispatch：消息派發，OC 中經常使用的派發方式

第一篇文章中關於這個部分說的比較詳細，大段抄過來不太好。。

總結

派發機制總結表（我沒驗證全，用 SIL 驗證了部分，剩餘是看上面的文章的）

1. 表裏左邊的便是聲明引用類型，非實際對象類型；
2. 根據 SIL 在非編譯器優化的狀況下得出的結論，有的狀況下會把 table 派發優化成直接派發，不在討論狀況中

圖中那個問好是我實踐的和其餘文章說的不同，最下面有說

除上圖外的重要點：

• 引用的類型決定了派發的方式。
• NSObjectClass 和 Class 沒什麼區別（至少編譯器未優化前是這樣）

根據結論用代碼看問題

根據以上邏輯，有兩個代碼問題，剛看的時候有點疑惑，如今能夠用上面的東西解釋下

1. 先看一個簡單的邏輯

protocol MyProtocol {}

extension MyProtocol {
    func testFuncA() {
        print("protocol - funcA")
    }
}

class Myclass: MyProtocol {
    func testFuncA() {
        print("class - funcA")
    }
}

let x: MyProtocol = Myclass()
x.testFuncA() // protocol - funcA
複製代碼

因爲 x 是協議類型，因此先會去查協議的函數表，而協議裏並無 funcA 的聲明，因此協議函數表裏就不存在這個方法，也不會去根據表查找實現，就走了協議的 extension 的直接派發。

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2. 再看另外一個狀況

protocol MyProtocol {
	func testFuncA()
}
... (和上面同樣)

let x: MyProtocol = Myclass()
x.testFuncA() // class - funcA
複製代碼

因爲協議函數表裏聲明瞭 funcA，因此用協議函數表查找實現，找到了在 Myclass 中的實現，走的函數表派發。

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第三個問題 是上述文章提到的 SR-103

protocol Greetable {
    func sayHi()
}

extension Greetable {
    func sayHi() {
        print("Hello")
    }
}

class Person: Greetable {}

class LoudPerson: Person {
    func sayHi() {
        print("HELLO")
    }
}

let x: Greetable = LoudPerson()
x.sayHi() // Hello,protocol

複製代碼

這個被肯定是一個bug。按照正常的理解，協議函數表會查找子類的 sayhi 實現，可是實際上只找了遵循協議的那個 person 類，找不到，因此就走了協議 extension 的直接派發。可是三年過去了，這個bug好像並沒被修復。。

SIL 驗證過程

Swift Intermediate Language(SIL) 是 Swift 在編譯過程當中的中間產物。如今把這個文件解析成 SIL，上面第二個文章也說了方法，這裏補充說明下吧。

swiftc -emit-silgen xxx.swift -Onone > xxxx.sil

struct TestStruct {
    func testFunc1() { print("ss") }
}

let t = TestStruct()
t.testFunc1()

複製代碼

以下圖所示，咱們要分析的是 main 中的代碼，經過搜尋函數名關鍵字能夠看到 %9 那裏是 function_ref，能夠看出這個是直接派發

如何看是不是派發方式：

• function_ref：直接派發
• class_method：虛函數表派發
• witness_method：證據表派發（不知道咋翻譯了）
• objc_method：消息機制派發

問題：

1. 兩個文章都說 subclass.extension 會採用 消息機制派發，可是我實驗不出來這種狀況，以前他們有個例子是用在 extension 中 override ，可是如今這種寫法編譯器報錯了，不知道是否是由於這個
2. 爲何函數表的方式沒法動態生成函數插入到表裏，消息派發機制能夠？消息派發機制如何動態添加到函數表的，暫時猜想 runtime 的函數表是多個表的集合，涉及到了 runtime 原理，暫時不太懂。