上一節(jié)台诗，我們簡(jiǎn)單體驗(yàn)了Mirror反射機(jī)制香伴。
本節(jié)刃泡，通過(guò)源碼栅哀，深入探索Mirror反射 ??
- 初始化
- 屬性類(lèi)型
- 屬性個(gè)數(shù)
- 屬性值
-
Mirror（反射）:
可以動(dòng)態(tài)獲取類(lèi)型、成員變量究西，在運(yùn)行時(shí)可以調(diào)用方法货葬、屬性等行為的特性。
回顧
Mirror的簡(jiǎn)單使用：class HTPerson { var name = "ht" var age = 18 } let p = HTPerson() let mirror = Mirror(reflecting: p.self) for pro in mirror.children { print("\(pro.label ?? ""):\(pro.value)") }
- 打印結(jié)果：
image.png
1. 初始化
我們知道蘸炸，OC中通過(guò)Runtime能輕松獲取屬性、方法尖奔、協(xié)議等搭儒，但swift的Mirror是如何獲取到屬性類(lèi)型穷当、個(gè)數(shù)、值的呢淹禾？
-
帶著這些疑問(wèn)馁菜，我們?cè)?code>swift源碼中搜索
Mirror.swift：
image.png -
我們
搜索并找到初始化方法public init(reflecting subject: Any),從這里開(kāi)始我們的探索：
image.png 首先，我們分析一下如何通過(guò)
subject來(lái)獲取類(lèi)型铃岔。
2. 類(lèi)型獲取
- 搜索
_getNormalizedType:
image.png
注意：
源碼分析時(shí)汪疮，首先分析結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)是由繼承鏈上的所有屬性共同決定的毁习。而
函數(shù)只是為所有屬性服務(wù)的智嚷。所以我們的重心，就是先找到結(jié)構(gòu)纺且，嘗試重寫(xiě)結(jié)構(gòu)盏道，能使用自己的結(jié)構(gòu)完整讀取到相應(yīng)的內(nèi)容，證明源碼分析的結(jié)果是正確的隆檀。在這個(gè)過(guò)程摇天，
順道看一眼函數(shù)粹湃，在屬性操作時(shí)恐仑，回頭分析哪些函數(shù)操作了它，是如何實(shí)現(xiàn)的为鳄。
這樣才能完整的梳理清楚裳仆。（當(dāng)然，得花大量時(shí)間反復(fù)研究才行）
- 根據(jù)
源碼探索孤钦，以struct類(lèi)型為例歧斟，可知structMetaData結(jié)構(gòu)為：
image.png
- 按照
structMetadata格式，嘗試讀取struct的類(lèi)型：
(get：仿照源碼中RelativeDirectPointer （相對(duì)位置指針）進(jìn)行偏移偏形，獲取真實(shí)內(nèi)存值)
struct StructMetadata {
var kind: Int
var description: UnsafeMutablePointer<StructMetadataDesc>
}
struct StructMetadataDesc {
var flags: UInt32
var parent: UInt32 // 展示用Uint32代替静袖，實(shí)際是相同大小的結(jié)構(gòu)體，
var name: RelativeDirectPointer<CChar>
// . . . (當(dāng)前研究獲取屬性類(lèi)型俊扭，后面的屬性先不管)
}
struct RelativeDirectPointer<T>{
var offset: Int32
// 偏移offset位置队橙，獲取內(nèi)容指針
mutating func get() -> UnsafeMutablePointer<T> {
let offset = self.offset
// withUnsafePointer獲取指針
return withUnsafePointer(to: &self) { p in
// UnsafeMutablePointer 返回T類(lèi)型對(duì)象的指針
// UnsafeRawPointer將p指針轉(zhuǎn)換為未知類(lèi)型
// numericCast將offset轉(zhuǎn)換為偏移單位數(shù)
// advanced進(jìn)行內(nèi)存偏移
// assumingMemoryBound綁定指針為T(mén)類(lèi)型
return UnsafeMutablePointer(mutating: UnsafeRawPointer(p).advanced(by: numericCast(offset)).assumingMemoryBound(to: T.self))
}
}
}
struct HTStruct {
var age = 18
}
// 讀取將HTStuct指針內(nèi)容，賦值給StructMetadata (unsafeBitCast: 通過(guò)字節(jié)讀取)
let p = unsafeBitCast(HTStruct.self as Any.Type, to: UnsafeMutablePointer<StructMetadata>.self)
// 讀取當(dāng)前name的內(nèi)容指針
let namePtr = p.pointee.description.pointee.name.get()
// name是CChar類(lèi)型萨惑，轉(zhuǎn)為字符串輸出
print(String(cString: namePtr))
- 成功獲取
HTStruct類(lèi)型：
image.png
3. 屬性個(gè)數(shù)
-
回到
初始化方法,可以看到是通過(guò)_getChildCount獲取屬性個(gè)數(shù):
image.png 仿寫(xiě)代碼捐康，
struct StructMetadata {
var kind: Int
var description: UnsafeMutablePointer<StructMetadataDesc>
}
struct StructMetadataDesc {
var flags: UInt32
var parent: UInt32 // 展示用Uint32代替，實(shí)際是相同大小的結(jié)構(gòu)體庸蔼，
var name: RelativeDirectPointer<CChar> // 不在乎具體類(lèi)型解总，就先用UnsafeRawPointer
var accessFunctionPtr: RelativeDirectPointer<UnsafeRawPointer> // 不在乎具體類(lèi)型，就先用UnsafeRawPointer
var fields: RelativeDirectPointer<UnsafeRawPointer> // 不在乎具體類(lèi)型姐仅，就先用UnsafeRawPointer
var numFields: UInt32 // 屬性個(gè)數(shù)
var fieldOffsetVectorOffset: UInt32
}
struct RelativeDirectPointer<T>{
var offset: Int32
// 偏移offset位置花枫，獲取內(nèi)容指針
mutating func get() -> UnsafeMutablePointer<T> {
let offset = self.offset
// withUnsafePointer獲取指針
return withUnsafePointer(to: &self) { p in
// UnsafeMutablePointer 返回T類(lèi)型對(duì)象的指針
// UnsafeRawPointer將p指針轉(zhuǎn)換為未知類(lèi)型
// numericCast將offset轉(zhuǎn)換為偏移單位數(shù)
// advanced進(jìn)行內(nèi)存偏移
// assumingMemoryBound綁定指針為T(mén)類(lèi)型
return UnsafeMutablePointer(mutating: UnsafeRawPointer(p).advanced(by: numericCast(offset)).assumingMemoryBound(to: T.self))
}
}
}
struct HTStruct {
var age = 18
}
// 讀取將HTStuct指針內(nèi)容刻盐，賦值給StructMetadata (unsafeBitCast: 通過(guò)字節(jié)讀取)
let p = unsafeBitCast(HTStruct.self as Any.Type, to: UnsafeMutablePointer<StructMetadata>.self)
// 讀取當(dāng)前name的內(nèi)容指針
let namePtr = p.pointee.description.pointee.name.get()
let count = p.pointee.description.pointee.numFields
// name是CChar類(lèi)型，轉(zhuǎn)為字符串輸出
print(String(cString: namePtr))
print("HTStruct屬性個(gè)數(shù)：\(count)")
-
打印結(jié)果：
image.png -
修改結(jié)構(gòu)體屬性個(gè)數(shù)后：
image.png
成功的重寫(xiě)結(jié)構(gòu)劳翰，拿到屬性個(gè)數(shù)隙疚，下面，我們來(lái)分析屬性值的獲取
4. 屬性值
- 屬性值的獲取磕道，也是在
children獲取時(shí)得到供屉。我們循著路徑，找到對(duì)應(yīng)類(lèi)型的impl溺蕉，讀取description里面的fields伶丐，分析fields內(nèi)部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)每個(gè)屬性是以FieldRecord格式進(jìn)行存儲(chǔ)疯特。 存放的位置在fields的最后哗魂。有幾個(gè)屬性就會(huì)新增幾條FieldRecord記錄，可通過(guò)內(nèi)存地址偏移獲取所有屬性名漓雅。
image.png
// 結(jié)構(gòu)體類(lèi)型
struct StructMetadata {
var kind: Int
var description: UnsafeMutablePointer<StructMetadataDesc>
}
// 結(jié)構(gòu)體類(lèi)型的描述
struct StructMetadataDesc {
var flags: UInt32
var parent: UInt32 // 展示用Uint32代替录别，實(shí)際是相同大小的結(jié)構(gòu)體，
var name: RelativeDirectPointer<CChar> // 不在乎具體類(lèi)型邻吞，就先用UnsafeRawPointer
var accessFunctionPtr: RelativeDirectPointer<UnsafeRawPointer> // 不在乎具體類(lèi)型组题，就先用UnsafeRawPointer
var fields: RelativeDirectPointer<FieldDescription> // 記錄所有屬性內(nèi)容
var numFields: UInt32 // 屬性個(gè)數(shù)
var fieldOffsetVectorOffset: UInt32
}
// 記錄結(jié)構(gòu)體內(nèi)所有屬性的結(jié)構(gòu)
struct FieldDescription {
var MangledTypeName: RelativeDirectPointer<CChar>
var Superclass: RelativeDirectPointer<CChar>
var Kind: UInt16
var FieldRecordSize: UInt16
var NumFields: UInt32
var fields: FieldRecord // 連續(xù)存儲(chǔ)空間 (有幾個(gè)數(shù)據(jù)，就會(huì)在后面添加幾個(gè)記錄抱冷，通過(guò)內(nèi)存平移讀取)
}
// 每個(gè)屬性的內(nèi)容
struct FieldRecord {
var flag: Int32
var mangledTypeName: RelativeDirectPointer<CChar>
var fieldName: RelativeDirectPointer<CChar> // 屬性名稱(chēng)
}
// 相對(duì)位移指針
struct RelativeDirectPointer<T>{
var offset: Int32
// 偏移offset位置崔列，獲取內(nèi)容指針
mutating func get() -> UnsafeMutablePointer<T> {
let offset = self.offset
// withUnsafePointer獲取指針
return withUnsafePointer(to: &self) { p in
// UnsafeMutablePointer 返回T類(lèi)型對(duì)象的指針
// UnsafeRawPointer將p指針轉(zhuǎn)換為未知類(lèi)型
// numericCast將offset轉(zhuǎn)換為偏移單位數(shù)
// advanced進(jìn)行內(nèi)存偏移
// assumingMemoryBound綁定指針為T(mén)類(lèi)型
return UnsafeMutablePointer(mutating: UnsafeRawPointer(p).advanced(by: numericCast(offset)).assumingMemoryBound(to: T.self))
}
}
}
struct HTStruct {
var age = 18
var name = "ht"
}
// 讀取將HTStuct指針內(nèi)容，賦值給StructMetadata (unsafeBitCast: 通過(guò)字節(jié)讀取)
let p = unsafeBitCast(HTStruct.self as Any.Type, to: UnsafeMutablePointer<StructMetadata>.self)
// 讀取當(dāng)前name的內(nèi)容指針
let namePtr = p.pointee.description.pointee.name.get()
let count = p.pointee.description.pointee.numFields
print("類(lèi)型：\(String(cString: namePtr))") // name是CChar類(lèi)型旺遮，轉(zhuǎn)為字符串輸出
print("屬性個(gè)數(shù)：\(count)")
// 單獨(dú)讀取第一個(gè)屬性名
var fields = p.pointee.description.pointee.fields.get()
let fieldRecord1Name = fields.pointee.fields.fieldName.get()
print(String(cString: fieldRecord1Name))
// 讀取所有記錄
print("----讀取所有屬性名----")
(0..<count).forEach { index in
let recordPtr = withUnsafePointer(to: &fields.pointee.fields) {
return UnsafeMutablePointer(mutating: UnsafeRawPointer($0).assumingMemoryBound(to: FieldRecord.self).advanced(by: Int(index)))
}
print(String(cString: recordPtr.pointee.fieldName.get()))
}
print("----dump----")
dump(HTStruct()) // 相似的實(shí)現(xiàn)方式
本文從
struct結(jié)構(gòu)開(kāi)始入手分析赵讯，通過(guò)源碼。從初始化方法開(kāi)始耿眉，找到屬性類(lèi)型边翼、屬性個(gè)數(shù)、屬性值鸣剪。成功還原相應(yīng)數(shù)據(jù)格式组底。初步窺探Mirror的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。源碼的世界西傀，都是大師級(jí)制作斤寇。每次拜讀和分析，都能學(xué)到一些思維方式拥褂。本文僅僅作為一個(gè)引路篇娘锁，更多有意思的東西，還需要我們自己慢慢探索饺鹃。
