主要內(nèi)容
講解了Swift中對引用類型和值類型的內(nèi)存管理方式，并提出一些優(yōu)化建議。
影響性能的重要因素
- 棧內(nèi)存 vs 堆內(nèi)存
棧內(nèi)存的分配和釋放僅僅是通過移動棧指針來實現(xiàn)的。而堆內(nèi)存則要根據(jù)申請的大小在堆中尋找合適的位置打颤，釋放時需要將內(nèi)存塊回收到堆中，并且要考慮線程安全漓滔，所以會慢得多瘸洛。Swift中的各種基本數(shù)據(jù)類型和容器（如Int, String, Array, Dictionary等）都是struct，編譯器會盡可能用棧的方式來為它們分配內(nèi)存次和。 - 引用計數(shù)
編譯器會自動在我們的代碼中加入retain和release的調(diào)用反肋。這兩個函數(shù)的調(diào)用頻率極高且涉及線程安全的控制，使其有可能成為性能瓶頸踏施。 - 動態(tài)函數(shù)調(diào)用 vs 靜態(tài)函數(shù)調(diào)用
動態(tài)函數(shù)調(diào)用就是在運行時才確定函數(shù)名對應(yīng)的函數(shù)地址石蔗。對于動態(tài)調(diào)用，程序必須動態(tài)地查詢函數(shù)地址畅形，而無法在編譯期使用inline等優(yōu)化手段养距，會相對慢一些。
優(yōu)化
以struct作為Dictionary的key
此處把3個數(shù)據(jù)點序列化為一個String日熬，并以此為key棍厌。這樣做有兩個缺點：
- 使用
String為key意味著可以傳入任意String，哪怕不是這3個數(shù)據(jù)點的序列化結(jié)果竖席，比如"abc"或"123"耘纱。 -
String本身雖然是struct，但它內(nèi)部儲存字符的數(shù)組卻是分配在堆上的毕荐。每次序列化意味著一次堆操作束析。
改為struct可以優(yōu)雅地解決這兩個問題。
盡量使用（純）值類型
值類型如果包含引用類型的數(shù)據(jù)成員憎亚，則程序仍需為此數(shù)據(jù)成員進行引用計數(shù)的維護和堆操作员寇。
所以弄慰，盡可能地使用“純值”類型（這是我造的詞，表示不包含引用類型的值類型蝶锋，編譯器可以實現(xiàn)完全的棧內(nèi)存管理）陆爽。比如以下結(jié)構(gòu)中，有兩個String成員扳缕，程序需為它們進行堆操作墓陈。
把它改成UUID和enum類型
注意：此處的enum的源數(shù)據(jù)類型雖然是String，但是它在內(nèi)存并不是持有一個String（雖然沒說第献，我想應(yīng)該只是個Int）贡必。
所以整個結(jié)構(gòu)變成了純值類型。
感謝 小剛_aea8 的訂正庸毫。此處的
Attachment由于還包含了URL類型的成員仔拟，所以它并沒有變成一個“純值”類型。
在不需要多態(tài)時飒赃，使用泛型代替protocol
先說下多態(tài)的基本實現(xiàn)原理利花。
上面的代碼?是通過override的方式來實現(xiàn)多態(tài)的。編譯器為每個對象添加了一個type成員载佳，里面是這個具體類的信息（稱為Virtual Method Table炒事，簡稱V-Table），其中就包含了它override的函數(shù)指針蔫慧，也就是各自的draw函數(shù)挠乳。下面調(diào)用的代碼就是通過查詢V-Table才找到正確的實現(xiàn)的。
上面的代碼把class改為了protocol和struct姑躲。
像前一個例子中那樣睡扬，class類型的數(shù)組的每個成員只占用一個?指針的size，因為只需放入一個指針黍析。而這個例子中卖怜，由于struct是值類型，它被放進數(shù)組時應(yīng)該是拷貝進去的阐枣，所以理論上马靠，它要占用struct自身size的內(nèi)存。那不同size的struct如何被放進同一個數(shù)組呢蔼两？
當(dāng)需要用protocol類型指針來?指向struct時甩鳄，Swift采用了一個叫Existential Container的結(jié)構(gòu)來保存?struct的成員變量和方法。如下圖：
Existential Container的前3個word稱為value buffer宪哩，是用來保存struct的數(shù)據(jù)成員的娩贷。對于比較小的struct可以直接把值塞進去第晰，對于超過3個word的struct锁孟，則只能分配在堆上彬祖，然后在這里保存一個指針。此時每個struct在棧上占用的空間就一樣了（5個word）品抽，這就解答了上面的問題储笑。接下來，為了統(tǒng)一處理不同size的struct圆恤，又在第4個word增加了一個叫Value Witness Table（簡稱VWT）的結(jié)構(gòu)突倍，里面包含了一組函數(shù)。如下圖：
以Point和Line為例：
| 函數(shù) | Point | Line |
|---|---|---|
| allocate | 沒動作 | 在堆上分配內(nèi)存盆昙，并保存指針到value buffer
|
| copy | 把值拷到value buffer
|
把值拷到value buffer中的指針對應(yīng)的堆內(nèi)存上 |
| destruct | 如果包含引用類型的成員變量羽历，這里需要?引用減1。此處沒有淡喜，所以沒動作 | 也沒動作 |
| deallocate | 沒動作 | 釋放堆上的內(nèi)存 |
注：實際上不止這幾個函數(shù)秕磷，還有allocateBufferAndCopyValue、projectBuffer炼团、destructAndDeallocateBuffer等澎嚣。
在第5個word上添加一個Protocol Witness Table（簡稱PWT）的結(jié)構(gòu)。里面包含protocol的成員方法的指針瘟芝。PWT與V-Table很類似易桃，程序也是通過查詢這個表來實現(xiàn)多態(tài)的。
上圖中锌俱，左上角是源代碼晤郑，左下角是編譯時產(chǎn)生的代碼∶澈辏可以看到：
- 類型為
Drawable的參數(shù)編譯后變成ExistContDrawable贩汉，也就是上面提到的Existential Container。 - 函數(shù)首先在創(chuàng)建一個
ExistContDrawable類型的臨時變量锚赤，用來放參數(shù)的值匹舞。 - 拷貝
type成員（里面包含實現(xiàn)類的信息，圖中寫錯了线脚，應(yīng)該是 local.type = val.type） - 拷貝
pwt成員（里面包含struct實現(xiàn)的protocol中的方法的函數(shù)地址） - 分配空間并賦值
- 調(diào)用
projectBuffer取出數(shù)據(jù)正確的內(nèi)存地址（里面判斷是否需要堆操作赐稽。我想應(yīng)該是從前面的type里面取出實現(xiàn)類的size來判斷的。） - 調(diào)用
draw函數(shù)浑侥。聲明中的draw方法雖然沒有參數(shù)姊舵，編譯出來后會加上一個參數(shù)，就是結(jié)構(gòu)體的實際內(nèi)存地址寓落。 - 最后調(diào)用
destructAndDeallocateBuffer清理內(nèi)存（temp寫錯了括丁，應(yīng)該是local）
一個簡單的調(diào)用實際做了這么多事情。這些代價都是花在需要動態(tài)判斷具體struct的信息和跳轉(zhuǎn)到?對應(yīng)的方法上的伶选。如果改成使用泛型史飞，則編譯器就可以在編譯期知道具體類型了尖昏，也就可以進行諸如inline等優(yōu)化手段。具體實現(xiàn)?參考下面兩張圖：
但是构资，這樣做的前提是不需要使用多態(tài)抽诉。如果像上面的例子那樣，需要把不同的實現(xiàn)類放進一個數(shù)組中吐绵，則必須借用多態(tài)了迹淌。
使用“寫時拷貝”
由于struct是值類型，當(dāng)它在傳遞時會發(fā)生多次拷貝己单。如果你的struct拷貝成本很高或者拷貝發(fā)生得很頻繁唉窃，而修改卻很少的話，可以考慮使用“寫時拷貝”的方法來優(yōu)化它纹笼，如下：
此處使用一個storage的class來包裝數(shù)據(jù)句携。當(dāng)Line發(fā)生拷貝時，storage成員只發(fā)生引用計數(shù)加一的操作允乐。當(dāng)需要真正寫入時矮嫉，再調(diào)用isUniquelyReferencedNonObjc判斷一下storage的引用計數(shù)是否大于1， 是的話則顯式拷貝一份再進行寫入牍疏。
內(nèi)置類型String,Array,Set,Dictionary均使用了這個技術(shù)蠢笋。
相關(guān)視頻
