Swift类与结构体（上）中了解了类与结构体的区别，并且分析了swift类的结构。接下来让我们窥探一下类与结构体中的方法。

1、异变方法 mutating

在 swift 中值类型的修改属性是会直接修改实例的内存，相当于修改自身的值，所以值类型的属性是不能被自身的方法修改的，需要加上 mutating 关键字修饰

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为什么加上 mutating之后就可以修改自身的值呢？通过下面的代码来窥探一下 mutating 的原理

sil分析

通过下面命令，生成 sil 文件

swiftc -emit-sil ViewController.swift > ./ViewController.sil

//需要将 UIKit 相关内容编译成 sil 时使用
swiftc -emit-sil -target x86_64-apple-ios15.0-simulator -sdk $(xcrun --show-sdk-path --sdk iphonesimulator) ViewController.swift > ./ViewController.sil

struct StructSwagger{
    var sex: Bool = false
    var age: Int = 18
    func test(_ age:Int){
        var age = age
        age = 20
        print(age)
    }
    mutating func test1(_ newage:Int){
        age += newage
    }
}

test函数
test1函数

两个方法对比说明

这两个方法最明显的有以下两点

两个函数的第一个框标记说明，实例函数默认传入 self 参数的类型有区别
- test 传入的是StructSwagger类型，是实例对象本身
- test1 传入的是@inout StructSwagger类型，`是实例对象的地址
从两个函数的第二个框标记可以发现，函数底层声明的行参类型不同
- inout参数会声明一个var常量
- 普通的参数则都是let常量这两种区别，可以通过如下伪代码表示

//test1  
let self = StructSwagger

//test1
var self = &StructSwagger

总结：值类型中的属性都是直接存储在实例中，所以在方法内部修改属性相当于修改 self，而 self 在非mutating 的实例方法中传入的是值本身，并且默认是通过 let 修饰，所以无法修改；在mutating 实例方法中传入的 self 被标记为 inout 参数，这里传入的 self 是传入了实例的指针，并且是用 var 来声明，所以才可以在内部修改值类型的属性。

2、类的实例方法

2.1 汇编验证

截屏2022-01-26 15.44.31.png 从 x0 开始分析，由于 x0 寄存器一般用来存储函数的返回值，所以 x0 可能是 __alloc_init函数的返回值，也就是实例对象，将断点设置在 mov x20, x0的位置，通过 register read 可以读取存储的值，得到确实是实例对象的 metaldata 所以 x0 ，x20 中都是类的实例对象

(lldb) register read x0
      x8 = 0x00000001005e8ab0  type metadata for Swagg3r.Swagger

再看 ldr x8 [x20] 获取了 x20 中的值读取到 x8 中也是就说拿到实例对象的metadata 存储到 x8，最后通过实例对象的metadata一个偏移量再获取到函数地址进行调用，通过上面的汇编分析可得三个框的位置即是三个方法调用的位置，我们可以清晰的看到，三个方法的偏移量为 0x50,0x58,0x60 是三个连续的位置

总结：类的实例方法是通过 metadata 然后通过一个偏移量找到方法地址进行调用

汇编常见指令

cbz: 和 0 比较，如果结果为零就转移(只能跳到后面的指令)

cbnz: 和非 0 比较，如果结果非零就转移(只能跳到后面的指令)

cmp: 比较指令

br: 跳转到某地址(无返回)

blr: 跳转到某地址(有返回)

ret: 子程序(函数调用)返回指令，返回地址已默认保存在寄存器 lr (x30) 中

mov: 将某一寄存器的值复制到另一寄存器(只能用于寄存器与寄存器或者寄存器与常量之间传值，不能用于内存地址)，如:
 mov x1, x0 将寄存器 x0 赋值到寄存器 x1 ˙中
add: 将某一寄存器的值和另一寄存器的值相加并将结果保存在另一寄存器中，如:
 add x0, x1, x2 将寄存器 x1 加 x2 的值赋值到 x0 
sub: 将某一寄存器的值和另一寄存器的值相减并将结果保存在另一寄存器中:
  sub x0, x1, x2 将寄存器 x1 减 x2 的值赋值到 x0 
and: 将某一寄存器的值和另一寄存器的值按位与并将结果保存到另一寄存器中，如:
and x0, x0, #0x1 将寄存器 x0 的值和常量 1 按位与后赋值到 x0 
orr: 将某一寄存器的值和另一寄存器的值按位或并将结果保存到另一寄存器中, 如:
 orr x0, x0, #0x1 将寄存器 x0 和常量 1   按位或后赋值到x0 
str : 将寄存器中的值写入到内存中，如:
 str x0, [x0, x8] ; 将寄存器 x0 保存到栈内存 [x0 + x8] 
ldr: 将内存中的值读取到寄存器中，如:
 ldr x0, [x1, x2] 将寄存器 x1 和寄存器 x2 的值相加作为地址，去该内存地址的值存储到 x0 

2.2 sil验证

通过下面命令，生成 sil 文件

swiftc -emit-sil ViewController.swift > ./ViewController.sil

//需要将 UIKit 相关内容编译成 sil 时使用
swiftc -emit-sil -target x86_64-apple-ios15.0-simulator -sdk $(xcrun --show-sdk-path --sdk iphonesimulator) ViewController.swift > ./ViewController.sil

获取到 sil 的文件，可以看到文件最后有个 sil_vtable 的结构，里面存放了类的实例方法，由名称来看是应该是虚表，进一步验证了之前关于类的实例方法的猜想

截屏2022-01-26 15.59.27.png

3、结构体的方法调用

struct Swagger {
    func test() {
        print("test")
    }
    func test1() {
        print("test1")
    }
    func test2() {
        print("test2")
    }
}
class ViewController: UIViewController {

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        let t = Swagger()
        t.test()
        t.test1()
        t.test2()
    }
}

截屏2022-01-26 16.23.56.png 在 Swift 中，调用一个结构体的方法是直接拿到函数的地址直接调用，包括初始化方法。Swift 是一门静态语言，许多东西在运行的时候就可以确定了，所以才可以直接拿到函数的地址进行调用，这个调用的形式称作静态派发

4、其他函数调度方式

4.1 extension 函数调用

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截屏2022-01-26 16.26.31.png

可以看到,无论是 class或者是struct 在extension 中的的方法都是通过静态派发的方式

4.2 继承自NSObject的类

用同样的方式验证得到继承自NSObject类的sil_vtable和纯swift的类一样，类的实例方法会存储在Vtable中，通过Vtable函数表派发，extension的方法不会存储，通过静态派发调用

4.3 方法调度总结

4.4 关键字对派发方式的影响

class classSwagger{
    final func finalSwag() { }

    static func staticSwag() { }

    dynamic func dynamicSwag() { }

    @objc func objcSwag() { }

    @objc dynamic func objcDynamicSwag() { }
}

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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，且对 objc 运行时不可⻅

static static 方法不会存在vTable中，也是通过静态派发
dynamic 为非 objc 类和值类型的函数赋予动态性,修饰的方法会存在vtable中，通过函数表派发调用
@objc 该关键字可以将 Swift 函数暴露给 objc 运行时，与 OC 交互,修饰的方法会存在vtable中，通过函数表派发调用
@objc + dynamic @objc + dynamic 就会变成消息派发的方式-也就是 OC 中的消息机制

5、内联函数

内联函数是一种编译器优化技术，它通过使用方法的内容替换直接调用该方法，从而优化性能

swift 内联

Swift 中的内联函数是默认行为，我们无需执行任何操作，Swift 编译器可能会自动内联函数作为优化
always - 将确保始终内联函数。通过在函数前添加 @inline(__always) 来实现此行为
never - 将确保永远不会内联函数。这可以通过在函数前添加 @inline(never) 来实现
如果函数很⻓并且想避免增加代码段大小，请使用@inline(never)(使用@inline(never))

Xcode 设置 截屏2022-01-26 16.49.42.png

private 的优化操作

如果对象只在声明的文件中可⻅，可以用 private 或 fileprivate 进行修饰。编译器会对 private 或 fileprivate 对象进行检查，确保没有其他继承关系的情形下，自动打上 final 标记，进而使得对象获得静态派发的特性(fileprivate: 只允许在定义的源文件中访问，private: 定义的声明中访问)

Swift 类与结构体（下）