理解 Swift 中的方法派发机制 - 消息派发

消息派发是 Swift 动态派发方法中灵活性最高的派发方式。它非常灵活，方法的实现可以在运行时通过调整来更改。实际上它甚至不使用 Swift ，它是存在于 Objective-C 运行时库中。

消息派发函数调用是使用 ObjC 运行时的 objc_msgSend 函数派发的。 Objective-C 类的实例有一个 isa 指针，它指向"类对象"------内存中类型的实现。

objc_msgSend 通过 isa 找到类，然后检查其方法选择器表。如果找到该方法，则会执行该方法。如果不是，则运行时将跟随指针指向超类中的表。如果还未找到该方法，则运行时将继续遍历对象层次结构树，直到找到该方法或到达 NSObject（ObjC 的基类）。

这个方法选择器表被实现为消息传递字典，它在运行时是可变的。这就是 ObjC 的 method-swizzling 实现本质。ObjC 运行时会在使用类方法时缓存它们的内存地址。调用缓存方法几乎与常规派发函数调用一样快，一旦程序运行一段时间并且缓存足量的方法，消派发就会相当快。

消息派发的 SIL

要在 Swift 中使用消息派发，你需要两个关键字：

@objc 属性，告诉编译器将类、属性或方法提供给 Objective-C 运行时。
dynamic 关键字，告诉编译器通过消息派发的方式调用属性或方法。

示例代码如下：

swift 复制代码

import Foundation 

class Incrementer {
    @objc dynamic func increment(_ int: Int) -> Int {
        return int + 1
    }
}

let fourPlusOne = Incrementer().increment(4)

执行 swiftc -emit-sil main.swift > sil.txt 指令得到下面的中间代码：

less 复制代码

sil @main : $@convention(c) (Int32, UnsafeMutablePointer<Optional<UnsafeMutablePointer<Int8>>>) -> Int32 {
bb0(%0 : $Int32, %1 : $UnsafeMutablePointer<Optional<UnsafeMutablePointer<Int8>>>):

  // ...
  // 1
  %9 = objc_method %6 : $Incrementer, #Incrementer.increment!foreign : (Incrementer) -> (Int) -> Int, $@convention(objc_method) (Int, Incrementer) -> Int // user: %10
  %10 = apply %9(%8, %6) : $@convention(objc_method) (Int, Incrementer) -> Int // user: %12
  // ... 
}

// Incrementer.increment(_:)
sil hidden @$s4main11IncrementerC9incrementyS2iF : $@convention(method) (Int, @guaranteed Incrementer) -> Int {  
  // 2
  // ... 
}

// @objc Incrementer.increment(_:)
sil private [thunk] @$s4main11IncrementerC9incrementyS2iFTo : $@convention(objc_method) (Int, Incrementer) -> Int {
bb0(%0 : $Int, %1 : $Incrementer):
  // ... 
  // 3 
  %3 = function_ref @$s4main11IncrementerC9incrementyS2iF : $@convention(method) (Int, @guaranteed Incrementer) -> Int // user: %4
  %4 = apply %3(%0, %1) : $@convention(method) (Int, @guaranteed Incrementer) -> Int // user: %6
  strong_release %1 : $Incrementer                // id: %5
  return %4 : $Int                                // id: %6
}

// 4 
sil_vtable Incrementer {
  #Incrementer.init!allocator: (Incrementer.Type) -> () -> Incrementer : @$s4main11IncrementerCACycfC // Incrementer.__allocating_init()
  #Incrementer.deinit!deallocator: @$s4main11IncrementerCfD // Incrementer.__deallocating_deinit
}

1、这里，Incrementer 上的 objc_method 在我们的 main 函数中被调用。请注意 #Incrementer.increment!foreign 表示该方法正在使用 Swift 之外的内容。

2、当你使用 Swift 实现 @objc 方法时，该方法的 Swift 风格和 Objective-C 风格都会在 SIL 中发出。这个经过编辑的 SIL 代码与我们之前查看的静态分派逻辑相同（因为我们将调用它！）。

3、这里，在 @objc Incrementer.increment(_:) 中，[thunk] 让 Objective-C 运行时静态分派到该方法的 Swift 实现。

4、标记为动态的方法不会出现在 v_table 中，因为它不使用常规表派发来解析方法调用。

消息派发是一把双刃剑，使用不当会带来很大的性能消耗，但它绝对在正确的用例中大放异彩。以 Realm 为例,在 iOS 上使用 Realm，你需要将数据库对象的属性标记为 @objc dynamic 。这是为了将它们暴露给 Objective-C 运行时，启用属性上的消息派发，从而启用键值观察！

如何判断当前是哪种派发方式

结构体方法，显然是静态的。
类方法，可以设为静态，但前提是编译器可以在运行时知道类型。
open 修饰的类方法，这可能必须使用表派发来查找其他模块中的类。
协议声明的方法，见证表派发。
objc dynamic 修饰的方法，消息派发。