一.存儲(chǔ)屬性

• 存儲(chǔ)屬性是一個(gè)作為特定類(lèi)和結(jié)構(gòu)體實(shí)例一部分的常量或變量.存儲(chǔ)屬性要么是變量存儲(chǔ)屬性(由var關(guān)鍵字引入),要么是常量存儲(chǔ)屬性(由let關(guān)鍵字引入).

class Teacher {
  var age: Int
  var name: String
}

• 比如這里的age和name就是所謂的存儲(chǔ)屬性,這里需要加以區(qū)分的是let和var兩者的區(qū)別:

• let:用來(lái)聲明常量,常量的值一旦設(shè)置好就不能再被修改.

• var:用來(lái)聲明變量,變量的值可以在將來(lái)設(shè)置成不同的值.

• 示例:

class Teacher {
    let age: Int
    var name: String
    init(_ age:Int, _ name:String) {
        self.age = age
        self.name = name
    }
}

struct Student {
    let age: Int
    var name: String
}

WechatIMG45.jpeg

• 23行,由于變量age是let修飾,所以不能對(duì)其進(jìn)行修改

• 25行,由于t實(shí)例是let修飾,所以不能對(duì)其進(jìn)行修改

• 28行,由于變量age是let修飾,所以不能對(duì)其進(jìn)行修改

• 33行,由于s是值,又是通過(guò)let修飾,所以不能對(duì)其進(jìn)行修改

• 34行,由于s是值,又是通過(guò)let修飾,所以不能對(duì)其進(jìn)行修改

• 35行,s是值,又是let修飾,所以不能對(duì)其進(jìn)行修改

• 38行,由于變量age是let修飾,所以不能對(duì)其進(jìn)行修改

• 從SIL角度分析var和let的區(qū)別:

var age = 18
/**
* @_hasStorage: 存儲(chǔ)屬性
* @_hasInitialValue: 已初始化
* var age: Int : 變量名稱(chēng),變量類(lèi)型
* {get set} :get和set方法
*/
@_hasStorage @_hasInitialValue var age: Int { get set }

let x = 20
/**
* @_hasStorage: 存儲(chǔ)屬性
* @_hasInitialValue: 已初始化
* var age: Int : 變量名稱(chēng),變量類(lèi)型
* {get} :get方法
*/
@_hasStorage @_hasInitialValue let x: Int { get }

x = 30 // 此時(shí)編譯器是報(bào)錯(cuò)的,因?yàn)檎也坏絰的set方法.

/**
* let 和 var 本質(zhì)上也可以看成是一種語(yǔ)法糖
*/

二.計(jì)算屬性

• 存儲(chǔ)屬性是最常見(jiàn)的,除了存儲(chǔ)屬性, 類(lèi),結(jié)構(gòu)體和枚舉還能夠定義計(jì)算屬性,計(jì)算屬性并不存儲(chǔ)值,他們提供getter和setter來(lái)修改和獲取值.對(duì)于存儲(chǔ)屬性來(lái)說(shuō)可以是常量或者變量,但計(jì)算屬性必須定義為變量.與此同時(shí)書(shū)寫(xiě)計(jì)算屬性的時(shí)候必須包含類(lèi)型,因?yàn)榫幾g器需要知道期望返回值是什么.

// 函數(shù)調(diào)用方式為靜態(tài)派發(fā),不占用內(nèi)存
struct square {
    var width: Double // 存儲(chǔ)屬性,實(shí)例是需要占據(jù)內(nèi)存的. 8字節(jié).
    
    var area: Double {// 計(jì)算屬性,本質(zhì)其實(shí)是方法,對(duì)于當(dāng)前Struct來(lái)說(shuō),不存儲(chǔ)方法.
        get {
            return width * width // 此處return可以省略,編譯器能夠推導(dǎo)出來(lái)
        }
        set {
            self.width = newValue // newValue是編譯器生成的,查看sil可以看到
        }
    }
}

三.屬性觀察者

• 屬性觀察者用來(lái)觀察屬性值的變化,willSet當(dāng)屬性即將被更改時(shí)調(diào)用,即使這個(gè)值與原來(lái)的值相同.而didSet在屬性已經(jīng)改變之后調(diào)用.他們的語(yǔ)法類(lèi)似getter和setter.

class SubjectName {
    var subjectName: String = "" {
        willSet {
            print("subjectName will set value \(newValue)")
        }
        didSet {
            print("subjectName has been changed \(oldValue)")
        }
    }
    
    init(subjectNmae: String) {
        self.subjectName = subjectNmae
    }
}

let s = SubjectName(subjectNmae: "Swift進(jìn)階")
s.subjectName = "LGQ"

• 注意:使用屬性觀察器的時(shí)候,初始化期間設(shè)置屬性時(shí)不會(huì)調(diào)用willSet和didSet觀察者.只有在為完全初始化的實(shí)例分配新值時(shí)才會(huì)調(diào)用它們.運(yùn)行下面的代碼, 你會(huì)發(fā)現(xiàn)不會(huì)有任何的輸出.

class SubjectName {
    var subjectName: String = "" {
        willSet {
            print("subjectName will set value \(newValue)")
        }
        didSet {
            print("subjectName has been changed \(oldValue)")
        }
    }
    
    init(subjectNmae: String) {
        self.subjectName = subjectNmae
    }
}

let s = SubjectName(subjectNmae: "Swift進(jìn)階")

• 上面的屬性觀察者支只對(duì)存儲(chǔ)屬性起作用, 如果想對(duì)計(jì)算屬性起作用應(yīng)該怎么辦?很簡(jiǎn)單,只需將相關(guān)代碼添加到setter.

struct square {
    var width: Double = 30.0 // 存儲(chǔ)屬性,實(shí)例是需要占據(jù)內(nèi)存的. 8字節(jié).

    var area: Double {// 計(jì)算屬性,本質(zhì)其實(shí)是方法,對(duì)于當(dāng)前Struct來(lái)說(shuō),不存儲(chǔ)方法.
        get {
            return width * width // 此處return可以省略,編譯器能夠推導(dǎo)出來(lái)
        }
        set {
            // 在這里添加觀察代碼
            self.width = newValue
        }
    }
    
    init(width: Double) {
        self.width = width
    }

}

• 如下代碼重載了age屬性,注意age屬性賦值順序:

class Teacher {
    var age: Int {
        willSet {
            print("age will set value \(newValue)")
        }
        didSet {
            print("age has been changed \(oldValue)")
        }
    }
    var height: Double
    
    init(_ age: Int, _ height: Double) {
        self.age = age
        self.height = height
    }
}

class PartTimeTeacher : Teacher {
    override var age: Int {
        willSet {
            print("override age will set value \(newValue)")
        }
        didSet {
            print("override age has been changed \(oldValue)")
        }
    }
    
    var subjectName: String
    
    init(_ subjectName: String) {
        self.subjectName = subjectName
        super.init(18, 100.0) // 調(diào)用super方法, 此時(shí)已經(jīng)初始化完成了, 第二次調(diào)用會(huì)走willSet,didSet方法.
        self.age = 20// 走到這句代碼就是賦值操作
    }
}

let t = PartTimeTeacher("Swift")

• 代碼運(yùn)行結(jié)果:(此結(jié)果可通過(guò)sil文件驗(yàn)證)

  
  
  WechatIMG46.png

四.延遲存儲(chǔ)屬性

• 延遲存儲(chǔ)屬性的初始值在其第一次使用時(shí)才進(jìn)行計(jì)算.
• 用關(guān)鍵字lazy來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)延遲存儲(chǔ)屬性.

class Subject {
    lazy var age: Int = 18
}

/**
* 下面是上面代碼生成的sil文件
* 可以看到,age是一個(gè)Int?可選類(lèi)型.這就是在其第一次使用之前沒(méi)有值的本質(zhì)
*/
class Subject {
  lazy var age: Int { get set }
  @_hasStorage @_hasInitialValue final var $__lazy_storage_$_age: Int? { get set }
  @objc deinit
  init()
}

五.類(lèi)型屬性

• 類(lèi)型屬性其實(shí)就是一個(gè)全局變量
• 類(lèi)型屬性只會(huì)被初始化一次

class Teacher {
    static var age: Int = 18 // static 關(guān)鍵字標(biāo)識(shí)為 類(lèi)型屬性
}

// 類(lèi)型屬性可以通過(guò)類(lèi)名直接訪問(wèn)
Teacher.age = 30

// 下面是sil中的代碼,可以看到在變量age之前加了一個(gè)static
class Teacher {
  @_hasStorage @_hasInitialValue static var age: Int { get set }
  @objc deinit
  init()
}

// one-time initialization token for age
sil_global private @$s4main7TeacherC3age_Wz : $Builtin.Word

// static Teacher.age
sil_global hidden @$s4main7TeacherC3ageSivpZ : $Int

// 看一下main函數(shù)中調(diào)用age的方式
// main
sil @main : $@convention(c) (Int32, UnsafeMutablePointer<Optional<UnsafeMutablePointer<Int8>>>) -> Int32 {
bb0(%0 : $Int32, %1 : $UnsafeMutablePointer<Optional<UnsafeMutablePointer<Int8>>>):
  %2 = metatype $@thick Teacher.Type
  // function_ref Teacher.age.unsafeMutableAddressor
  %3 = function_ref @$s4main7TeacherC3ageSivau : $@convention(thin) () -> Builtin.RawPointer // user: %4
  
 // 全局搜索 s4main7TeacherC3ageSivau 
 // Teacher.age.unsafeMutableAddressor
sil hidden [global_init] @$s4main7TeacherC3ageSivau : $@convention(thin) () -> Builtin.RawPointer {
bb0:
  %0 = global_addr @$s4main7TeacherC3age_Wz : $*Builtin.Word // user: %1
  %1 = address_to_pointer %0 : $*Builtin.Word to $Builtin.RawPointer // user: %3
  // function_ref one-time initialization function for age
  %2 = function_ref @$s4main7TeacherC3age_WZ : $@convention(c) () -> () // user: %3
  %3 = builtin "once"(%1 : $Builtin.RawPointer, %2 : $@convention(c) () -> ()) : $()
  %4 = global_addr @$s4main7TeacherC3ageSivpZ : $*Int // user: %5
  %5 = address_to_pointer %4 : $*Int to $Builtin.RawPointer // user: %6
  return %5 : $Builtin.RawPointer                 // id: %6
} // end sil function '$s4main7TeacherC3ageSivau'
  
// 上面代碼 %3 可以看到 builtin "once" , 也就意味著只執(zhí)行一次.
  
// xcrun swift-demangle s4main7TeacherC3age_WZ 終端執(zhí)行這句代碼可以還原s4main7TeacherC3age_WZ,以便查看它的意義.

• 在Swift中實(shí)現(xiàn)單例:

class Teacher {
    static let sharedInstance = Teacher()// static只創(chuàng)建一次, let不可修改,
    
    private init() {}// 私有化初始化器. 外部只能通過(guò)sharedInstance訪問(wèn).
}

六.屬性在Macho-O文件的位置信息

• Metadata的元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

struct Metadata{
    var kind: Int
    var superClass: Any.Type
    var cacheData: (Int, Int)
    var data: Int
    var classFlags: Int32
    var instanceAddressPoint: UInt32
    var instanceSize: UInt32
    var instanceAlignmentMask: UInt16
    var reserved: UInt16
    var classSize: UInt32
    var classAddressPoint: UInt32
    var typeDescriptor: UnsafeMutableRawPointer
    var iVarDestroyer: UnsafeRawPointer
}

• typeDescriptor 在Mach-中存在于 _TEXT,swift_types 的section里.
• typeDescriptor,里面記錄了V-Table的相關(guān)信息,下面認(rèn)識(shí)一下typeDescriptor中的fieldDescriptor

struct TargetClassDescriptor{
    var flags: UInt32
    var parent: UInt32
    var name: Int32 // name即為當(dāng)前類(lèi)/結(jié)構(gòu)體/Enum的名稱(chēng)
    var accessFunctionPointer: Int32
    var fieldDescriptor: Int32
    var superClassType: Int32
    var metadataNegativeSizeInWords: UInt32
    var metadataPositiveSizeInWords: UInt32
    var numImmediateMembers: UInt32
    var numFields: UInt32
    var fieldOffsetVectorOffset: UInt32
    var Offset: UInt32
    // == 以下是補(bǔ)充的數(shù)據(jù)
    var size: UInt32
    // 下面就是函數(shù)表
    //V-Table (methods) 
}

• fieldDescriptor記錄了當(dāng)前的屬性信息,其中fieldDescriptor在源碼的結(jié)構(gòu)如下:

struct FieldDescriptor {
  MangledTypeName int32 // 混寫(xiě)之后的類(lèi)型名稱(chēng)
  Superclass            int32
  kind                      uint16 // 標(biāo)識(shí)
  FieldRecordSize uint16 // 領(lǐng)域記錄大小
  NumFields             uint32 // 屬性個(gè)數(shù)
  FieldRecords      [FieldRecord] // 屬性數(shù)組,記錄每個(gè)屬性的具體細(xì)節(jié)
}

• 其中NumFields是當(dāng)前屬性的數(shù)組,FieldRecords記錄了每個(gè)屬性的信息,FieldRecords的結(jié)構(gòu)體如下:

struct FieldRecord {
  Flags                         uint32 // 標(biāo)志位
  MangledTypeName   int32 // 屬性的類(lèi)型信息
  FieldName                 int32 // 屬性的名稱(chēng)
}

• 找到typeDescriptor的地址:

  
  
  WechatIMG49.jpeg
• 上圖, 0xFFFFFF58 + 0x3F2C = 0x100003E84
• 在減去虛擬地址 0x100000000 = 0x000003E84 就是typeDescriptor在Mach-O的地址.

• 接著定位到__TEXT,_const

  
  
  WechatIMG50.jpeg
• 0x3E84就是TargetClassDescriptor位置偏移信息,flags,parent,name,accessFunctionPointer占4個(gè)四字節(jié),
• 所以FieldDescriptor的位置信息就是 0x00000070 + 0x3E94 = 0x3F04

• 注意: 此時(shí)0x3F04 在_TEXT,__swift_fieldmd 可以查看FieldDescriptor的相關(guān)地址信息

  
  
  WechatIMG51.jpeg
• 要找到FieldRecords , 所以需要偏移 MangledTypeName int32(4字節(jié)), Superclass int32(4字節(jié)), kind uint16 (2字節(jié)), FieldRecordSize uint16(2字節(jié)), NumFields uint32(4字節(jié)), 一共偏移(4+4+2+2+4) = 16個(gè)字節(jié).即上圖中0x00000002
• 0x00000002就第一個(gè)屬性的Flags, 0xFFFFFFE0就是第一個(gè)屬性的MangledTypeName, 0xFFFFFFDF就是第一個(gè)屬性的FieldName.
• 0x00000002就是第二個(gè)屬性的Flags,0xFFFFFFD4就是第二個(gè)屬性的MangledTypeName,0xFFFFFFD7就是第二個(gè)屬性的FieldName.
• 0x3F14 + 0x8 + 0xFFFFFFDF = 0x100003EFB , 得到fieldName在mach-O中的文件信息,減去虛擬內(nèi)存地址 0x100000000 = 0x3EFB
• 此時(shí)定位到_TEXT, swift_reflstr文件中:
  
  WechatIMG53.jpeg
• 此時(shí)就定位到了屬性.