和OC一樣踩娘，Swift中也是通過引用計(jì)數(shù)的方式來管理對象的內(nèi)存的橘沥。在Swift類 結(jié)構(gòu)探究中毅戈，分析過引用計(jì)數(shù)refCounts，它是RefCounts類型骡尽，class類型遣妥，占8字節(jié)大小。
一攀细、強(qiáng)引用
class Animal {
var age: Int = 10
var name: String = "dog"
}
var t = Animal()
var t1 = t
var t2 = t
斷點(diǎn)箫踩，查看t的的內(nèi)存，refCounts是0x0000000600000003：
1.1
從HeapObject開始分析引用計(jì)數(shù)的真正表示形態(tài)谭贪，源碼 HeapObject -> InlineRefCounts：
struct HeapObject {
HeapMetadata const *metadata;
SWIFT_HEAPOBJECT_NON_OBJC_MEMBERS;
...
}
#define SWIFT_HEAPOBJECT_NON_OBJC_MEMBERS \
InlineRefCounts refCounts
進(jìn)入InlineRefCounts定義境钟，是RefCounts類型的別名，而RefCounts是模板類俭识，真正決定的是傳入的類型InlineRefCountBits：
typedef RefCounts<InlineRefCountBits> InlineRefCounts;
template <typename RefCountBits>
class RefCounts {
std::atomic<RefCountBits> refCounts;
...
}
而InlineRefCountBits慨削，是RefCountBitsT類的別名：
typedef RefCountBitsT<RefCountIsInline> InlineRefCountBits;
RefCountBitsT，有bits屬性：
template <RefCountInlinedness refcountIsInline>
class RefCountBitsT {
...
typedef typename RefCountBitsInt<refcountIsInline, sizeof(void*)>::Type
BitsType;
...
BitsType bits;
...
}
template <>
struct RefCountBitsInt<RefCountNotInline, 4> {
//類型
typedef uint64_t Type;
typedef int64_t SignedType;
};
其中bits其實(shí)質(zhì)是將RefCountBitsInt中的type屬性取了一個別名套媚，所以bits的真正類型是uint64_t缚态，即64位整型數(shù)組。
1.2 對象創(chuàng)建
然后堤瘤，繼續(xù)分析swift中對象創(chuàng)建的底層方法swift_allocObject玫芦，源碼：
static HeapObject *_swift_allocObject_(HeapMetadata const *metadata,
size_t requiredSize,
size_t requiredAlignmentMask) {
...
new (object) HeapObject(metadata);
...
}
<!--構(gòu)造函數(shù)-->
constexpr HeapObject(HeapMetadata const *newMetadata)
: metadata(newMetadata)
, refCounts(InlineRefCounts::Initialized)
{ }
進(jìn)入Initialized定義，是一個枚舉本辐，其對應(yīng)的refCounts方法中桥帆，干事的是RefCountBits：
enum Initialized_t { Initialized };
//對應(yīng)的RefCounts方法
// Refcount of a new object is 1.
constexpr RefCounts(Initialized_t)
: refCounts(RefCountBits(0, 1)) {}
進(jìn)入RefCountBits定義医增，也是一個模板定義：
template <typename RefCountBits>
class RefCounts {
std::atomic<RefCountBits> refCounts;
...
}
重點(diǎn)：最終，真正的初始化地方是下面這個老虫，實(shí)際上是做了一個位域操作叶骨，根據(jù)的是Offsets：
LLVM_ATTRIBUTE_ALWAYS_INLINE
constexpr
RefCountBitsT(uint32_t strongExtraCount, uint32_t unownedCount)
: bits((BitsType(strongExtraCount) << Offsets::StrongExtraRefCountShift) |
(BitsType(1) << Offsets::PureSwiftDeallocShift) |
(BitsType(unownedCount) << Offsets::UnownedRefCountShift))
{ }
referCounts的本質(zhì)是RefCountBitsInt中的type屬性，而RefCountBitsInt又是模板類RefCountBitsT的模板類型T祈匙，所以RefCountBits(0, 1)實(shí)質(zhì)調(diào)用的是模板類RefCountBitsT的構(gòu)造方法忽刽，strongExtraCount傳值為0，unownedCount傳值為1菊卷。
RefCountsBit的結(jié)構(gòu)圖缔恳，如下所示：
isImmortal（0）
UnownedRefCount（1-31）：unowned的引用計(jì)數(shù)
isDeinitingMask（32）：是否進(jìn)行釋放操作
StrongExtraRefCount（33-62）： 強(qiáng)引用計(jì)數(shù)
UseSlowRC（63）
其中需要重點(diǎn)關(guān)注UnownedRefCount和StrongExtraRefCount。至此洁闰，我們分析一下上面的引用計(jì)數(shù)值0x0000000600000003，用二進(jìn)制展示：
如圖万细，
33位置開始的強(qiáng)引用計(jì)數(shù)StrongExtraRefCount為0011扑眉，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制就是3。下面通過
sil驗(yàn)證一下：
關(guān)于
copy_addr赖钞，sil文檔有解釋腰素，其實(shí)現(xiàn)是對object的引用計(jì)數(shù)作+1操作。有興趣的可以自己去查一下雪营。需要注意的是：
var t = Animal()此時已經(jīng)有了引用計(jì)數(shù)弓千，即，OC中創(chuàng)建實(shí)例對象時為0献起；Swift中創(chuàng)建實(shí)例對象時默認(rèn)為1洋访。可以通過
CFGetRetainCount獲取引用計(jì)數(shù)：
二、弱引用
class Animal {
var age: Int = 10
var name: String = "cat"
var dog: Dog?
}
class Dog {
var age = 20
var animal: Animal?
}
func test(){
var t = Animal()
weak var t1 = t
print("end")
}
test()
查看 t的引用計(jì)數(shù)：
弱引用聲明的變量是一個可選值谴餐，因?yàn)樵诔绦蜻\(yùn)行過程中是允許將當(dāng)前變量設(shè)置為nil的姻政。
在t1處加斷點(diǎn)，查看匯編岂嗓，發(fā)現(xiàn)：swift_weakInit汁展。查看源碼，這個函數(shù)是由WeakReference來調(diào)用的厌殉，相當(dāng)于weak字段在編譯器聲明過程中就自定義了一個WeakReference的對象食绿，其目的在于管理弱引用。
WeakReference *swift::swift_weakInit(WeakReference *ref, HeapObject *value) {
ref->nativeInit(value);
return ref;
}
進(jìn)入nativeInit：
void nativeInit(HeapObject *object) {
auto side = object ? object->refCounts.formWeakReference() : nullptr;
nativeValue.store(WeakReferenceBits(side), std::memory_order_relaxed);
}
進(jìn)入formWeakReference公罕，創(chuàng)建sideTable：
template <>
HeapObjectSideTableEntry* RefCounts<InlineRefCountBits>::formWeakReference()
{
//創(chuàng)建 sideTable
auto side = allocateSideTable(true);
if (side)
// 如果創(chuàng)建成功器紧，則增加弱引用
return side->incrementWeak();
else
return nullptr;
}
進(jìn)入allocateSideTable：
template <>
HeapObjectSideTableEntry* RefCounts<InlineRefCountBits>::allocateSideTable(bool failIfDeiniting)
{
// 1、先拿到原本的引用計(jì)數(shù)
auto oldbits = refCounts.load(SWIFT_MEMORY_ORDER_CONSUME);
// Preflight failures before allocating a new side table.
if (oldbits.hasSideTable()) {
// Already have a side table. Return it.
return oldbits.getSideTable();
}
else if (failIfDeiniting && oldbits.getIsDeiniting()) {
// Already past the start of deinit. Do nothing.
return nullptr;
}
// Preflight passed. Allocate a side table.
// FIXME: custom side table allocator
//2熏兄、創(chuàng)建sideTable
HeapObjectSideTableEntry *side = new HeapObjectSideTableEntry(getHeapObject());
// 3品洛、將創(chuàng)建的地址給到InlineRefCountBits
auto newbits = InlineRefCountBits(side);
do {
if (oldbits.hasSideTable()) {
// Already have a side table. Return it and delete ours.
// Read before delete to streamline barriers.
auto result = oldbits.getSideTable();
delete side;
return result;
}
else if (failIfDeiniting && oldbits.getIsDeiniting()) {
// Already past the start of deinit. Do nothing.
return nullptr;
}
side->initRefCounts(oldbits);
} while (! refCounts.compare_exchange_weak(oldbits, newbits,
std::memory_order_release,
std::memory_order_relaxed));
return side;
}
總結(jié)：
- 先拿到原本的引用計(jì)數(shù)树姨；
- 創(chuàng)建
sideTable；- 將創(chuàng)建的
sideTable地址給InlineRefCountBits桥状，并查看其初始化方法帽揪，根據(jù)sideTable地址作了偏移操作并存儲到內(nèi)存，相當(dāng)于將sideTable直接存儲到了64位的變量中辅斟。
通過上面的底層流程分析转晰，我們可以get到關(guān)鍵的2點(diǎn)：
一 通過HeapObjectSideTableEntry初始化散列表
class HeapObjectSideTableEntry {
// FIXME: does object need to be atomic?
std::atomic<HeapObject*> object;
SideTableRefCounts refCounts;
...
}
上述源碼中可知，弱引用對象對應(yīng)的引用計(jì)數(shù)refCounts是SideTableRefCounts類型士飒，而強(qiáng)引用對象的是InlineRefCounts類型查邢。
接下來我們看看SideTableRefCounts：
typedef RefCounts<SideTableRefCountBits> SideTableRefCounts;
繼續(xù)搜索SideTableRefCountBits
里面包含了成員
uint32_t weakBits，即一個32位域的信息酵幕。
二 通過InlineRefCountBits初始化散列表的數(shù)據(jù)
LLVM_ATTRIBUTE_ALWAYS_INLINE
RefCountBitsT(HeapObjectSideTableEntry* side)
: bits((reinterpret_cast<BitsType>(side) >> Offsets::SideTableUnusedLowBits)
| (BitsType(1) << Offsets::UseSlowRCShift)
| (BitsType(1) << Offsets::SideTableMarkShift))
{
assert(refcountIsInline);
}
這里繼承的bits構(gòu)造方法扰藕，而bits定義
BitsType bits;
typedef typename RefCountBitsInt<refcountIsInline, sizeof(void*)>::Type
BitsType;
和強(qiáng)引用一樣，來到了RefCountBitsInt芳撒，這個之前分析過邓深，就是uint64_t類型，存的是64位域信息笔刹。
綜合1 和 2兩點(diǎn)的論述可得出：64位 用于記錄 原有引用計(jì)數(shù)芥备；32位 用于記錄 弱引用計(jì)數(shù)。
為何t的引用計(jì)數(shù)是：0xc0000000200e08ba舌菜？
上述分析中我們知道萌壳，在 InlineRefCountBits初始化散列表的數(shù)據(jù)時，執(zhí)行了(reinterpret_cast<BitsType>(side) >> Offsets::SideTableUnusedLowBits這句代碼日月，而
static const size_t SideTableUnusedLowBits = 3;
對side右移了3位袱瓮，所以此時，將0xc0000000200e08ba 左移3位是0x1007045D0山孔，就是散列表的地址懂讯。再x/8g查看：
三、循環(huán)引用
var age = 10
let clourse = {
age += 1
}
clourse()
print(age)
//打印結(jié)果
11
從輸出結(jié)果中可以看出：閉包內(nèi)部對變量的修改會改變外部原始變量的值台颠，原因是閉包會捕獲外部變量褐望，這個與OC中的block是一致的。
deinit
class Animal {
var age = 10
deinit {
print("Animal deinit")
}
}
func test(){
var t = Animal()
let clourse = {
t.age += 10
}
clourse()
print(t.age)
}
test()
//打印結(jié)果
//Animal deinit
可見串前，deinit是在當(dāng)前實(shí)例對象即將被回收時觸發(fā)瘫里。
接下來，我們把age放到類中荡碾，閉包中再去修改時會怎樣：
class Animal {
var age = 10
deinit {
print("Animal deinit")
}
}
var t = Animal()
let clourse = {
t.age += 10
}
clourse()
print(t.age)
//打印結(jié)果
//20
//Animal deinit
在Animal類增加閉包屬性：
class Animal {
var age = 10
var completionBlock: (() ->())?
deinit {
print("Animal deinit")
}
}
func test(){
var t = Animal()
t.completionBlock = {
t.age += 10
}
print(t.age)
}
test()
//打印結(jié)果
//10
從運(yùn)行結(jié)果發(fā)現(xiàn)谨读，t.age還是1，并且沒有執(zhí)行deinit方法坛吁，這里存在循環(huán)引用劳殖。
循環(huán)引用的處理
1 weak修飾閉包傳入的參數(shù)铐尚。weak修飾后的變量是optional類型，所以t?.age += 1哆姻。
func test(){
var t = Animal()
t.completionBlock = { [weak t] in
t?.age += 10
}
print(t.age)
}
2 unowned修飾閉包參數(shù)
func test(){
var t = Animal()
t.completionBlock = { [unowned t] in
t.age += 10
}
print(t.age)
}
[weak t] 或 [unowned t]宣增，稱為捕獲列表。定義在參數(shù)列表之前矛缨，如果使用捕獲列表爹脾，那么即使省略參數(shù)名稱、參數(shù)類型和返回類型箕昭，也必須使用in關(guān)鍵字灵妨。
捕獲列表的值
func test(){
var age = 1
var height = 1.0
let clourse = {[age] in
print(age)
print(height)
}
age = 10
height = 1.85
clourse()
}
test()
//打印結(jié)果
//1
//1.85
如上，age值改變了落竹，height未被捕獲泌霍，值未變。
捕獲列表特點(diǎn)： 捕獲列表中的常量是
值拷貝述召，而不是引用拷貝烹吵，因此，它是只讀的桨武，即不可修改。
Runtime
Swift是一門靜態(tài)語言锈津，本身不具備動態(tài)性呀酸，不像OC有Runtime運(yùn)行時的機(jī)制（此處指OC提供運(yùn)行時API供程序員操作）。但由于Swift兼容OC琼梆，所以可以轉(zhuǎn)成OC類和函數(shù)性誉，利用OC的運(yùn)行時機(jī)制，來實(shí)現(xiàn)動態(tài)性茎杂。
class Animal {
var age: Int = 18
func eat(){
print("eat")
}
}
let t = Animal()
func test(){
var methodCount: UInt32 = 0
let methodList = class_copyMethodList(Animal.self, &methodCount)
for i in 0..<numericCast(methodCount) {
if let method = methodList?[i]{
let methodName = method_getName(method)
print("=======方法名稱：\(methodName)")
}else{
print("not found method")
}
}
var count: UInt32 = 0
let proList = class_copyPropertyList(Animal.self, &count)
for i in 0..<numericCast(count) {
if let property = proList?[i]{
let propertyName = String(utf8String: property_getName(property))
print("------成員屬性名稱:\(propertyName!)")
}else{
print("沒有找到你要的屬性")
}
}
print("test run")
}
test()
嘗試：
1错览、以上代碼，沒有打印煌往。
2倾哺、給方法和屬性添加@objc修飾，可以打印刽脖。
3羞海、類Animal繼承NSObject，不用@objc修飾曲管。只打印了初始化方法却邓，因?yàn)樵趕wift.h文件中暴露出來的只有init方法。
注意：如果要讓OC調(diào)用院水，那么必須 繼承NSObject + @objc修飾腊徙。
4简十、去掉@objc修飾，改成dynamic修飾 + NSObject撬腾，同3螟蝙。
5、@objc修飾 + dynamic修飾 + NSObject时鸵。
關(guān)于方法調(diào)用胶逢，參考Swift方法調(diào)用
補(bǔ)充
AnyObject：代表任意類的instance，類的類型饰潜，類遵守的協(xié)議初坠，但struct?不行。
Any：代表任意類型彭雾，包括funcation類型或者Optional類型碟刺。
AnyClass：代表任意實(shí)例的類型。
T.self：如果T為實(shí)例對象薯酝，返回的就是它本身半沽；T是類，返回的是Metadata吴菠。
type(of:)：用于獲取一個值的動態(tài)類型者填，編譯期時，value的類型是Any類型做葵；運(yùn)行期時占哟，type(of:)獲取的是真實(shí)類型。
