Swift中熟悉的陌生人（Protocol(一)） Swift中熟悉的陌生人：Protocol

本文算是我对Swift基础知识的一个再梳理，不会再讨论基础语法，而是把一些文档之外的东西，进行一次再梳理总结，方便查阅。
我们这里首先来做一个分析，一个是普通的String对象，一个是遵守协议的String对象，这里我们来对比一下它们各自占用多大的内存？
这里先罗列一下实验的协议和扩展代码：

protocol TestProtocol { var testData:NSURL? {get} }extension String:TestProtocol{ var testData:NSURL? { return NSURL() } }

然后我们开始书写下面的测试代码：

var qurl:TestProtocol = "123" print(MemoryLayout.size)//40 var string:String = "123" print(MemoryLayout.size)//24

我们可以在playground中看到结果，遵守protocol的qurl的大小为40，而不遵守任何协议的string的大小为24.
在Swift中，由于string是stuct结构体，而不再是OC中的class，所以不再是8个字节，24个字节的结构也可以用LLDB动态调试type lookup String来查看
，最后我们发现

var _baseAddress: Swift.UnsafeMutableRawPointer? var _countAndFlags: Swift.UInt var _owner: AnyObject?

【Swift中熟悉的陌生人（Protocol(一)）】这三个属性每个大小为8个字节，加起来就是24字节，那么协议对象的40字节又该如何解释呢？
这里我们首先查看对象的地址，这里我们首先写一个打印地址的函数

func addrOf( v:inout T){ withUnsafePointer(to: &v) { print($0)} }addrOf(v: &qurl)

最后我这里打印出结果，地址为0x00000001003dfb20
然后我们实用LLDB的动态调试指令：x/5xg 0x00000001003dfb20
查看其5个字长的内存空间
得出结果

0x1003dfb20: 0x00000001003397f8 0x0000000000000003 0x1003dfb30: 0x0000000000000000 0x00000001003ad878 0x1003dfb40: 0x000000010038a548

这里继续使用image lookup -a 0x00000001003397f8查看第一个地址
我们可以发现值为

Address: SwiftTest[0x00000001003397f8] (SwiftTest.__TEXT.__cstring + 72) Summary: "123"

这第一个值其实存放的是遵守协议的字符串的值，我们可以发现它是cstring
第二个存放字符个数和第三个地址为0，这两个我们不管，直接解析第4个和第5个地址的内容。

image lookup -a 0x00000001003ad878 Address: SwiftTest[0x00000001003ad878] (SwiftTest.__DATA.__const + 144264) Summary: SwiftTest`type metadata for Swift.String

我们可以发现第四个地址存放的是type metadata，即类型元数据，类型元数据即描述类的数据，有点类似Objective-C中的元类的作用

image lookup -a 0x000000010038a548 Address: SwiftTest[0x000000010038a548] (SwiftTest.__DATA.__const + 88) Summary: SwiftTest`protocol witness table for Swift.String : SwiftTest.TestProtocol in SwiftTest

而第5个地址打印出味protocol witness table，即协议见证表，这个概念非常类似与Cpp中的vtable，即虚函数表。
那么什么是虚函数表呢？

文章图片
6A8C58DD-4C1E-4DD4-B860-09DC27890748.png 在Swift，不同的结构、枚举、类都可以继承协议,同样的url属性就会产生不同的getter方法。就像这张Cpp中的虚函数表一样，不同vfunc1可能有不同的实现函数地址，所以需要有一个虚函数表来维护。
这里我们继续试验：
我们发现第5个地址即指向虚函数表的地址，那个根据如图所示，其实我们可以继续解析这个虚函数表的地址的内存，继续使用

x/xg 0x000000010038a548 0x10038a548: 0x0000000100002470

我们再看看看看这个虚函数表存放的地址的指令

x/i 0x0000000100002470 0x100002470: 55pushq%rbp

看到pushq %rbp（这句表示：将调用函数的栈底压栈到被调函数的栈中），我们就应该猜到这个地址存放了一个函数。
于是使用

image lookup -a 0x0000000100002470 Address: SwiftTest[0x0000000100002470] (SwiftTest.__TEXT.__text + 2608) Summary: SwiftTest`protocol witness for SwiftTest.TestProtocol.testData.getter : Swift.Optional<__ObjC.NSURL> in conformance Swift.String : SwiftTest.TestProtocol in SwiftTest at TestDataConvertible.swift

我们就能发现在该支持实际存放了一个testData.getter方法。