Swift 函数派发的一点了解

题外话

那天和群里一我的聊天，他去过头条京东面试，用的 Swift，问的问题我都没都听过，其中就有这个 Swift 派发机制。决定仍是看下这些基础原理，而后忽然想到一个问题，为何要写博客呢，如今的想法是和别人交流的时候能逻辑很清晰的解释什么是 派发机制，否则以个人惯性，可能时间过一点就说的迷迷糊糊了。看了几篇文章，这两篇说得不错。

kemchenj.github.io/2016-12-25-…

zhaoxinyu.me/2018-04-08-…

www.jianshu.com/p/cfe7da018…

下面文章写的有点怪，是先带着结果看问题的。由于这也是我最开始的思路，和其余博客不太同样，我并非先遇到问题。这个话题是我想了解因此就直接查的问题，得出结论，而后根据结论分析一些代码例子，最后一步是提供验证这些结论是否正确的方法，由于最后一步比较乏味。

派发机制

经过阅读上面两篇文章和 SIL 代码验证事后，swift 有四种派发方式：

• static dispatch：静态派发(直接派发)
• table dispatch：函数表派发， 经过 SIL 分析，swift 中有两种函数表，协议用的 witness_table，类用的 virtual_table
• message dispatch：消息派发，OC 中经常使用的派发方式

第一篇文章中关于这个部分说的比较详细，大段抄过来不太好。。

总结

派发机制总结表（我没验证全，用 SIL 验证了部分，剩余是看上面的文章的）

1. 表里左边的便是声明引用类型，非实际对象类型；
2. 根据 SIL 在非编译器优化的状况下得出的结论，有的状况下会把 table 派发优化成直接派发，不在讨论状况中

图中那个问好是我实践的和其余文章说的不同，最下面有说

除上图外的重要点：

• 引用的类型决定了派发的方式。
• NSObjectClass 和 Class 没什么区别（至少编译器未优化前是这样）

根据结论用代码看问题

根据以上逻辑，有两个代码问题，刚看的时候有点疑惑，如今能够用上面的东西解释下

1. 先看一个简单的逻辑

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
复制代码

因为 x 是协议类型，因此先会去查协议的函数表，而协议里并无 funcA 的声明，因此协议函数表里就不存在这个方法，也不会去根据表查找实现，就走了协议的 extension 的直接派发。

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2. 再看另外一个状况

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

let x: MyProtocol = Myclass()
x.testFuncA() // class - funcA
复制代码

因为协议函数表里声明了 funcA，因此用协议函数表查找实现，找到了在 Myclass 中的实现，走的函数表派发。

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第三个问题 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

复制代码

这个被肯定是一个bug。按照正常的理解，协议函数表会查找子类的 sayhi 实现，可是实际上只找了遵循协议的那个 person 类，找不到，因此就走了协议 extension 的直接派发。可是三年过去了，这个bug好像并没被修复。。

SIL 验证过程

Swift Intermediate Language(SIL) 是 Swift 在编译过程当中的中间产物。如今把这个文件解析成 SIL，上面第二个文章也说了方法，这里补充说明下吧。

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

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

let t = TestStruct()
t.testFunc1()

复制代码

以下图所示，咱们要分析的是 main 中的代码，经过搜寻函数名关键字能够看到 %9 那里是 function_ref，能够看出这个是直接派发

如何看是不是派发方式：

• function_ref：直接派发
• class_method：虚函数表派发
• witness_method：证据表派发（不知道咋翻译了）
• objc_method：消息机制派发

问题：

1. 两个文章都说 subclass.extension 会采用 消息机制派发，可是我实验不出来这种状况，以前他们有个例子是用在 extension 中 override ，可是如今这种写法编译器报错了，不知道是否是由于这个
2. 为何函数表的方式没法动态生成函数插入到表里，消息派发机制能够？消息派发机制如何动态添加到函数表的，暂时猜想 runtime 的函数表是多个表的集合，涉及到了 runtime 原理，暂时不太懂。