Swift runtime
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前言
我的另一篇文章關(guān)于Objective-CiOS Runtime簡介，可以參考著閱讀宫盔。
我們都知道Objective-C是一門動態(tài)語言融虽，其動態(tài)特性主要依賴于runtime。但是Swift是一門靜態(tài)語言灼芭，那么我們常常說起的Swift runtime是怎么回事呢有额？其實純Swift是沒有動態(tài)性的，Swift runtime是指Swift中的屬性或者方法在一些修飾符修飾彼绷，繼承自NSObject的時候巍佑，可以使用runtime API進(jìn)行相關(guān)的調(diào)用，下面我們就來詳細(xì)的分析一下寄悯。
1. Runtime API
本章節(jié)不是介紹Runtime API的萤衰，而是通過Runtime API獲取Swift類中的方法和屬性。
1.1 初步探索
首先我們創(chuàng)建一個macOS命令行工程猜旬，語言選擇Swift脆栋，然后在main.swift中定義一個Swift類洒擦，代碼如下：
class Teacher {
var age: Int = 18
func teach(){
print("teach")
}
}
然后編寫一個test方法椿争，在該方法中使用Runtime API去獲取上面定義的類方法和屬性列表。（注意在Swift中使用Runtime的時候是不需要import的）
func test(){
var methodCount:UInt32 = 0
let methodlist = class_copyMethodList(Teacher.self, &methodCount)
for i in 0..<numericCast(methodCount) {
if let method = methodlist?[i]{
let methodName = method_getName(method);
print("方法列表：\(String(describing: methodName))")
}else{
print("not found method");
}
}
var count:UInt32 = 0
let proList = class_copyPropertyList(Teacher.self, &count)
for i in 0..<numericCast(count) {
if let property = proList?[i]{
let propertyName = property_getName(property);
print("屬性列表：\(String(utf8String: propertyName)!)")
}else{
print("not found property");
}
}
print("test run")
}
test()
運(yùn)行熟嫩，打印結(jié)果：
根據(jù)打印結(jié)果我們可以知道秦踪，此時并沒有打印任何方法和屬性的列表。
接下來我們修改一下我們的類：
class Teacher {
@objc var age: Int = 18
@objc func teach(){
print("teach")
}
}
此時我們可以看到即打印了方列表也打印了屬性列表。但是在Swift 方法（函數(shù)）調(diào)度我們提到過椅邓，如果在Swift類中只是添加了@objc修飾并不能OC中被調(diào)用舍扰。如果需要在OC中調(diào)用還需要繼承自NSObject，那么我們修改代碼如下：
class Teacher: NSObject {
var age: Int = 18
func teach(){
print("teach")
}
}
此處只是打印了一個init方法希坚，我們再次修改類
class Teacher: NSObject {
@objc var age: Int = 18
@objc func teach(){
print("teach")
}
}
運(yùn)行边苹，打印結(jié)果：
此時我們可以看到我們想要的都打印了，其實為了在Swift方法中具有動態(tài)性裁僧，還可以給方法添加dynamic關(guān)鍵字進(jìn)行修飾个束。打印結(jié)果與上面是一樣的。關(guān)于方法的調(diào)度加了什么關(guān)鍵字會有不同的調(diào)度方式聊疲，具體還是去參考我的另一篇文章Swift 方法（函數(shù)）調(diào)度
說了這些有什么用呢茬底？其實從最開始的純Swift類的什么都沒打印到最后打印了方法列表和屬性列表，我們正在一步一步的引入Runtime在Swift中怎么使用获洲，以及其關(guān)聯(lián)性阱表。
1.2 在objc源碼工程中調(diào)試
下面我們打開一份可編譯的objc源碼，沒有的可以去LGCooci的GitHub下載objc4_debug贡珊。由于升級了Xcode此時我使用的是objc4-881.2
新建一個SwiftTest Target最爬，語言選擇Swift，將剛才的代碼粘貼過去门岔。運(yùn)行爱致，查看打印結(jié)果與剛才的一致。
這里將代碼修改成純Swift代碼寒随，然后跟一下源碼糠悯，以獲取方法列表為例，獲取屬性也差不多妻往。首先搜索class_copyMethodList互艾，在objc-runtime-new.mm文件中，添加如下斷點讯泣。
注意：首先給我們的test方法中的class_copyMethodList那行代碼添加斷點纫普，待執(zhí)行到那里的時候在打開上圖所示的斷點。到上圖所示的斷點后判帮，我們查看一下cls
然后點擊data()跳轉(zhuǎn)進(jìn)去局嘁，在里面我們就可以看到objc_class的源碼，這里的superclass就是指向父類的指針晦墙，cache是方法調(diào)度時的緩存悦昵，bits中通過ro和rw存儲著方法和屬性。關(guān)于這些可以參考我的其他關(guān)于Objective-C底層原理分析的文章晌畅。iOS OC 類原理
這里我們就打印一下superclass但指，結(jié)果如下：
我們可以看到，在一個Swift類中，如果什么都不繼承棋凳，它的默認(rèn)基類是SwiftObject拦坠。返回class_copyMethodList函數(shù)中，我們看獲取到的方法列表剩岳。
我們可以看到這個methods是個二維數(shù)組贞滨，至于里面為什么都是0呢？因為我修改類的時候沒加@objc所以取不到拍棕，然后就都是0了晓铆。加上@objc就有值了。
2. SwiftObject
在上文中我們發(fā)現(xiàn)绰播，在一個什么都不繼承的Swift類中骄噪，默認(rèn)繼承的基類是SwiftObject，下面我們就去Swift源碼中搜索一下蠢箩。
SWIFT_RUNTIME_EXPORT @interface SwiftObject<NSObject> {
@private
Class isa;
SWIFT_HEAPOBJECT_NON_OBJC_MEMBERS;
}
// The members of the HeapObject header that are not shared by a
// standard Objective-C instance
#define SWIFT_HEAPOBJECT_NON_OBJC_MEMBERS \
InlineRefCounts refCounts
在SwiftObject.h文件中我們找到了上面的代碼链蕊，我們可以看到這里是遵守了NSObject協(xié)議的。而且在Swift源碼中也有一個TargetAnyClassMetadata有著部分與OC中objc_class類似的結(jié)構(gòu)谬泌。
因為Swift是一門替代Objective-C的語音滔韵，所以有著與OC相似的底層也是很正常的，畢竟要慢慢過渡呵萨，兩者之間互通是必要的過程奏属。
另外在objc源碼中我們也可以看到很多Swift的身影，比如swift_class_t就是一個很典型的例子潮峦。繼承自objc_class，又有著很多Swift特有的屬性勇婴。
struct swift_class_t : objc_class {
uint32_t flags;
uint32_t instanceAddressOffset;
uint32_t instanceSize;
uint16_t instanceAlignMask;
uint16_t reserved;
uint32_t classSize;
uint32_t classAddressOffset;
void *description;
// ...
void *baseAddress() {
return (void *)((uint8_t *)this - classAddressOffset);
}
};
那么我們不禁會有一個疑問忱嘹，既然底層是能夠互通的，那么為什么在OC中使用Swift類的時候還要集成自NSObject耕渴？
其實就是通過NSObject聲明后拘悦，編譯器才能判斷當(dāng)前的類是一個與OC交互的類。
3. 總結(jié)
關(guān)注Swift Runtime就分析這么多了橱脸，其實應(yīng)用起來跟OC的差別也不大础米，下面做個簡單的總結(jié)：
- 對于純
Swift來說是沒有動態(tài)特性的，因為Swift是一門靜態(tài)語言 - 方法和屬性在不加任何修飾符的情況下不具備所謂的
Runtime特性 -
Swift中的方法調(diào)度主要是函數(shù)表調(diào)度V-Table - 對于純
Swift類添诉，我們給方法和屬性添加@objc標(biāo)識的情況下屁桑，可以通過Runtime API拿到方法和屬性列表，但是還不能在OC中調(diào)度 - 對于繼承自
NSObject的類來說栏赴，如果想要動態(tài)的獲取當(dāng)前屬性和方法蘑斧，必須在其聲明前添加@objc關(guān)鍵字 - 如果需要使用方法交換需要添加
dynamic標(biāo)識。如果不添加則不能通過Runtime API進(jìn)行調(diào)用 - 在
swift底層源碼中有一個SwiftObject類有著與OC類似的底層結(jié)構(gòu)，在objc源碼中也有一個swift_class_t結(jié)構(gòu)體竖瘾，繼承自objc_class沟突，因此swift與oc能夠有良好的交互
