Swift —— 属性
Swift —— 属性
- 1. 存储属性
- 1.1 let 和 var 的区别
- 代码角度
- 汇编角度
- SIL角度
- 2. 计算属性
- 3. 属性观察者
- 4. 延迟存储属性
- 5. 类型属性
- 6. 属性在Mahco文件的位置信息
1. 存储属性
存储属性是一个作为特定类和结构体实例一部分的常量或变量。存储属性要么是变量存储属性 (由 var 关键字引入)要么是常量存储属性(由 let 关键字引入)。存储属性这里没有什么特 别要强调的，因为随处可⻅。 比如这里的 age 和 name 就是我们所说的存储属性，这里我们需要加以区分的是 let 和 var 两者的区别:从定义上: let 用来声明常量，常量的值一旦设置好便不能再被更改; var 用来声明变量，变量的值可以在将来设置为不同的值。
1.1 let 和 var 的区别
代码角度
class LGTeacher{var age: Intvar name: String
}
这里我们来看几个案例:
class LGTeacher{let age: Intvar name: Stringinit( age: Int, name: String){self.age = ageself.name = name }
}
struct LGStudent{let age: Intvar name: String}
let t = LGTeacher(age: 18, name: "Hello")
t.age = 20
t.name = "Logic"
t = LGTeacher(age: 30, name: "Kody")
var t1 = LGTeacher(age: 18, name: "Hello")
t.age = 20
t.name = "Logic"
t = LGTeacher(age: 30, name: "Kody")
let s = LGStudent(age: 30, name: "Kody")
s.age = 25
s.name = "Doman"
s = LGStudent(age: 30, name: "Kody")
var s1 = LGStudent(age: 30, name: "Kody")
s.age = 25
s.name = "Doman"
s = LGStudent(age: 30, name: "Kody")
从这里可以看到，对于类t来说，t.age是不能被修改的，t.name是可以被修改的，t是不能被修改的。所以这里可以知道，let修饰的变量，只确保当前变量的值是不能够被修改的。这里t存的是实例对象的内存地址，这个地址是不能在变得，所以当在给t重新赋值一个实例对象的时候， 相当于修改了t的值，所以这里是不允许的。age是用let修饰的，所以这里也是不能修改的。
而对于结构体s来说，对于值类型来说，当前的age和name都是不能被修改的，因为s里面存储的就是age和name的值，修改age和name就相当于修改s，由于s是用let声明，所以都不能修改。
汇编角度
从汇编角度来看var 和 let。
var age = 18let x = 20
从这里可以知道var 和 let在汇编角度是没有什么区别的。
SIL角度
再到SIL里面查看var和let 的区别。
这里可以看到两者都是存储属性，都有初始值。但是这里不同的是，age是有setter 的，而x是没有setter的。本质上，对于存储属性来说，当前的编译器都会给存储属性默认合成setter和getter，访问使用getter，赋值使用setter。而对于let来说，是不生成setter的，而无法对x进行赋值也是因为无法找到其的setter。所以从SIL角度来说，var 和 let 也是一种语法糖。
2. 计算属性
存储的属性是最常⻅的，除了存储属性，类、结构体和枚举也能够定义计算属性，计算属性并不 存储值，他们提供 getter 和 setter 来修改和获取值，计算属性的本质是getter和setter。对于存储属性来说可以是常量或变量，但计算属性必须定义为变量。于此同时我们书写计算属性时候必须包含类型，因为编译器需要知道期望返回值是什么。
struct square{var width: Doublevar area: Double{get {return width * hegith}set {self.width = newValue} }
}
在SIL中查看，发现setter中的 newValue是编译器自动生成的。
这里也可以修改newValue的名字。这里注意setter里面不能给self.area赋值，否则会造成死循环。
set(newArea){self.width = newArea}
接下来看一下只读的计算属性和let属性的区别。
struct square{var width: Double = 30var area: Double{get {return width * width}}let height: Double = 20
}
这里明显看到area不是存储属性，area和height都没有setter。但是，area和height本质是不一样的，因为一个要存储值，一个本质是方法。
那么下列的代码是什么意思呢？这个代码说明将set方法私有了，只能在结构体的声明当中访问到。对于外部来说，是无法访问area的setter方法的。
private(set) var area:Double
在SIL中查看，这个时候area是存储属性了，只不过setter对结构体外部是访问不到的，所以对外部来说是一个只读属性。
3. 属性观察者
属性观察者会观察用来观察属性值的变化，一个 willSet 当属性将被改变调用，即使这个值与 原有的值相同，而 didSet 在属性已经改变之后调用。它们的语法类似于 getter 和 setter。
class SubjectName{//存储属性var subjectName: String = "" {willSet{print("subjectName will set value \(newValue)")}didSet{print("subjectName has been changed \(oldValue)") }}
}
let s = SubjectName()
s.subjectName = "swift"
这个时候运行就会调用willSet和didSet，newValue是要设的值也就是swift，而oldValue是原来的值就是空字符串
再来看到SIL文件，这里可以看到，是在setter里面调用的willSet和didSet方法，willSet和didSet中间是赋值的过程。也就是说，在赋值之前，setter方法会先调用willSet方法，然后进行赋值操作，当赋值完成后，在调用didset方法。
需要注意的是，在初始化期间设置属性时不会调用 willSet 和 didSet 观察者;只有在为完全初始化的实例分配新值时才会调用它们。运行下面这段代码，你会发现当前并不会有任何的输出。
class SubjectName{//存储属性var subjectName: String = "" {willSet{print("subjectName will set value \(newValue)")}didSet{print("subjectName has been changed \(oldValue)")}}init(_ subjectName: String) {self.subjectName = subjectName}
}let s = SubjectName("swift")
从SIL角度来看，init里面的赋值是没有调用setter方法的，这里的赋值是直接赋值给属性的内存地址的，因为在初始化的时候属性可能还没有初始化完成，就会造成内存泄露。
上面的属性观察者只是对存储属性起作用，如果我们想对计算属性起作用怎么办?很简单，只需 将相关代码添加到属性的 setter。我们先来看这段代码
class Square{var width: Doublevar area: Double{get{return width * width}set{self.width = sqrt(newValue)}willSet{print("area will set value \(newValue)")}didSet{print("area has been changed \(oldValue)")}}init(width: Double) {self.width = width}
}
这里可以看到willSet和didSet是不能和getter放在一起的，因为这里不需要willSet和didSet，如果需要观察属性，可以直接在set里面添加观察代码。
那么在继承的时候，属性观察者的表现是什么样的呢？输入下面代码
class LGPerson {var age: Int {willSet{print("age will set value \(newValue)")}didSet{print("age has been changed \(oldValue)")}}var name: Stringinit (age:Int,name:String){self.age = ageself.name = name}}class LGTeacher:LGPerson {override var age: Int {willSet{print("child age will set value \(newValue)")}didSet{print("child age has been changed \(oldValue)")}}var subject:Stringinit (subject:String) {self.subject = subjectsuper.init(age: 18, name: "hihi")}
}
运行后发现，这里是先调用子类的willSet，然后调用父类的willSet和didSet，最后调用子类的didSet。
从SIL来看，这里是先调用子类的willSet，然后调用父类的setter方法，调用父类的setter方法就会调用父类的willSet和didSet，最后调用子类的didSet。
4. 延迟存储属性
延迟存储属性,也可以理解为懒加载,必须要有一个初始值，初始值在其第一次使用时才进行计算，在Swift中用关键字 lazy 来标识一个延迟存储属性。
class Subject {lazy var name:String = ""
}
那么如何理解初始值在其第一次使用时才进行计算呢？创建一个s对象，然后打印s.name
var s = Subject()
print(s.name)
print("end")
在print(s.name)打下断点后运行。这里可以知道前面十六个字节分别是metadata和refCount，然后0x10389ab60是没有东西的，
而当运行到print(“end”)之后重新打印，发现这里有值了。所以这里可以知道第一次使用的时候才进行初始化。
那么添加lazy是否影响实例对象大小呢？打开SIL文件查看，发现这里name变成了可选值，并且是一个final。
从这里可以看到，name的默认值为空是因为这里给了一个枚举值Optional.none。
当去访问name的时候，就需要调用name的getter方法，而这前面的class_method表面了是VTable的调用。
这里看到name的getter方法进行枚举的模式匹配，如果有值则调用bb1代码块，没值调用bb2代码块。第一次访问时没有值的，所以此时调用的是bb2代码块。bb2把String的值构建出来，然后把值给到枚举变量，在把枚举变量的值赋值给name属性的地址。 而下次进来的话就有值了，就会调用bb1代码段，bb1代码段就会直接返回属性的值。
延迟存储属性不能保证变量只被访问一次。当有两个线程访问这个属性的时候，那么两个线程访问的时候，有可能都是没有值的，那么都会调用到bb2代码块，那么就会做两次赋值操作。所以 延迟存储属性不是线程安全的。
延迟存储属性还可以使用闭包表达式赋值，这和原本的方式没有什么区别，只是需要调用闭包表达式把值给到name属性，需要用到函数调用。
class Subject {lazy var name:String {return "ssss"}()
}
5. 类型属性
类型属性其实就是一个全局变量，类型属性只会被初始化一次。
class LGTeacher {static var age: Int = 18
}LGTeacher.age = 30
从SIL角度来看，其还是存储属性，前面多了个static。
看到这里多了两个东西，一个token以及变成了全局变量的age。所以这里默认在全局声明了age变量，所以static本质上是全局变量。
那么是如何访问age变量的呢？看到这里是访问内存地址。
接下来看到unsafeMutableAddressor方法，这里先拿到了token，拿到了内存地址。接下来做了一个指针类型的转换然后调用了global_init函数，然后返回全局变量的内存地址。
看到global_init函数，这里先是创建一个age的全部变量，然后拿到其地址，构建int结构体，然后把结构体值存入到全局变量age里面，也就是在初始化age变量。
而builtin "once"实际上调用了swift_once，而swift_once在源码中测试调用了dispatch_once_f，使用了GCD的单例写法确保全局变量只被初始化一次。
那么，我们就可以使用类型属性来创建单例实例对象，并且这里私有化初始化器使外界只能通过单例实例对象来访问LGTeacher。
class LGTeacher {static let sharedInstance = LGTeacher()static var age: Int = 18private init(){}
}
6. 属性在Mahco文件的位置信息
之前探索的 Metadata 的元数据结构
struct Metadata {var kind: Intvar superClass: Any.Typevar cacheData: (Int, Int)var data: Intvar classFlags: Int32var instanceAddressPoint: UInt32var instanceSize: UInt32var instanceAlignmentMask: UInt16var reserved: UInt16var classSize: UInt32var classAddressPoint: UInt32var typeDescriptor: UnsafeMutableRawPointervar iVarDestroyer: UnsafeRawPointer
}
之前方法调度的过程中我们认识了typeDescriptor，这里面记录了V-Table的相关信息，接下来我们需要认识一下typeDescriptor中的fieldDescriptor。
struct TargetClassDescriptor{var flags: UInt32var parent: UInt32var name: Int32var accessFunctionPointer: Int32var fieldDescriptor: Int32var superClassType: Int32var metadataNegativeSizeInWords: UInt32var metadataPositiveSizeInWords: UInt32var numImmediateMembers: UInt32var numFields: UInt32var fieldOffsetVectorOffset: UInt32var Offset: UInt32var size: UInt32//V-Table
}
fieldDescriptor记录了当前的属性信息，其中fieldDescriptor在源码中的结构如下:
struct FieldDescriptor {MangledTypeName int32Superclass int32Kind uint16FieldRecordSize. uint16NumFields uint32FieldRecords [FieldRecord]
}
其中NumFields 代表当前有多少个属性，FieldRecords:代表记录的每个属性的信息，FieldRecords的结构体如下:
- Flags：标识位
- MangledTypeName：当前属性类型信息
- FieldName： 属性名称
struct FieldRecord {Flags uint32MangledTypeName int32FieldName int32
}
根据macho的swift5_types算出类的位置位0XFFFFFF2C + 0X3F4C = 0x100003E78
接着在const里面找到类的位置，然后根据fieldDescriptor在TargetClassDescriptor中的位置知道需要位移4个4字节，得到 9C 00 00 00，这个是FieldDescriptor的offset在machO文件中的偏移信息这里不直接存储地址。那么使用0x100003E88 + 9C 得到0x100003F24。
到swift5_fieldmd里面找到0x100003F24，那么根据FieldDescriptor结构知道要偏移4个4字节找到FieldRecords。那么3F34开始就是FieldRecords这个数组。根据FieldRecord结构就可以知道，02 00 00 00 是Flags， E0 FF FF FF 是MangledTypeName， DF FF FF FF 是FieldName，以此类推。这里的FieldName存储也是偏移信息。
然后使用 0X3F34 + 0X8 + 0X FFFFFFDF = 0x100003F1B，然后到reflstr里面找到FieldName，分别为age 和 age1.
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