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# 从 OC 到 Swift
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## OC 与 Swift 混编模式下，方法调用原理探究
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OC 与 Swift 混编
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`Person.h`
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```objective-c
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#import <Foundation/Foundation.h>
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NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
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@interface Person : NSObject
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- (instancetype)initWithCat:(id)cat;
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- (void)showPower;
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@end
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NS_ASSUME_NONNULL_END
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#import "Person.h"
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#import "TestiOSWithSwift-Swift.h"
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@interface Person()
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@property (nonatomic, strong) Cat *cat;
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@end
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@implementation Person
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- (instancetype)initWithCat:(id)cat {
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if (self = [super init]) {
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_cat = cat;
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}
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return self;
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}
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- (void)showPower {
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NSLog(@"I have a cat");
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[self.cat sayHi];
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[self.cat run];
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}
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@end
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```
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`Cat.Swift`
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```swift
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import Foundation
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@objcMembers class Cat: NSObject {
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var name: String
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init(_ name: String = "Tom") {
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self.name = name
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}
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func sayHi () {
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print("My name is \(name)")
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}
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func test1(v1: Int) {
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print("test1")
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}
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func test2(v1: Int, v2: Int) {
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print("test2")
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}
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func test2(_ v1: Double, _ v2: Double) {
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print("test2 _")
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}
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func run () {
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perform(#selector(test1))
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perform(#selector(test1(v1:)))
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perform(#selector(test2(v1:v2:)))
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perform(#selector(test2(_:_:)))
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}
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}
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```
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点击屏幕触发事件，在 `ViewController.swift`
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```swift
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override func touchesBegan(_ touches: Set<UITouch>, with event: UIEvent?) {
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var cat: Cat = Cat("屁屁")
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var person: Person = Person(cat: cat)
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person.showPower()
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}
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```
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问题：
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1. 为什么 Swift 暴露给 OC 的类最终要继承自 NSObject？
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因为在 OC 中，方法消息走的是消息传递，也就是 Runtime 的机制，Runtime 的实现依赖于 isa 指针，所以类必须继承自 NSObject。
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2. Swift 代码中调用 OC 对象的方法 `person.showPower() ` 底层是怎么调用的？
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底层实现还是需要用汇编来验证。断点加在 `person.showPower() ` 处
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<img src="https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/raw/master/assets/CallOCMethodInSwiftDemo1.png" style="zoom:25%">
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可以看到即使在 Swift 代码中，调用 OC 对象方法，本质上还是走 Objc Runtime 的一套流程。50行代码，将 showPower 的地址赋值给 `rsi` 寄存器，然后调用 `objc_msgSend` 方法。
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LLDB 下 输入 `si` 窥探下实现。
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<img src="https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/raw/master/assets/CallOCMethodInSwiftDemo2.png" style="zoom:25%">
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可以看到一个很大的地址 `0x00007ff80002d7c0` 就是动态库的符号方法地址。同时 Xcode 很智能，右侧给出了函数名称。
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3. OC 调用 Swift 底层又是如何调用的？在 OC 类 Person 中，底层调用 Swift Cat 类的 sayHi 方法。
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断点加在 `[self.cat sayHi]` 处，可以看到本质上还是 Runtime objc_msgSend 那一套。
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<img src="https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/raw/master/assets/CallOCMethodInSwiftDemo3.png" style="zoom:25%">
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4. `cat.run()` 底层是怎么调用的？
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如果一个 Swift 类，不继承自 NSObject，那么方法调用的本质就是走虚表那套逻辑，找到指针的前8个字节，根据前8个字节找到类信息，然后在类信息中，前面一些内存地址存储类型信息，后续根据偏移在方法列表中，找到需要调用的函数地址。类似下面的图。
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<img src="https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/raw/master/assets/SwiftClassPointerDemo2.png" style="zoom:25%">
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那 Swift 类继承自 NSObject 后，依然在 Swfit 中调用方法，背后的原理是什么？
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在 ViewController.swift 中 `cat.sayHi()` 下断点
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<img src="https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/raw/master/assets/CallOCMethodInSwiftDemo4.png" style="zoom:25%">
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## Swift 方法如何走 Runtime 消息机制
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可以看到，即使一个 Swift 类继承自 NSObject，但依旧在 Swift 中调用对象方法，本质上还是走虚表那套方法调用流程，不会走 Runtime 消息机制。
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如果想让 Swift 方法调用走 Runtime 消息机制，可以在方法前加 `@objc dynamic`
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```swift
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dynamic func sayHi () {
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print("My name is \(name)")
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}
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```
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断点查看，发现在 Swift 代码中调用同样的 Swift 对象方法，此时走了 Runtime 消息机制。
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<img src="https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/raw/master/assets/CallOCMethodInSwiftDemo5.png" style="zoom:25%">
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## Swift OC 混编，内存布局会改变吗
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如果一个 Swift 类继承自 NSObject，内存布局会改变
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```swift
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class Person {
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var age: Int = 28
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var height: Int = 175
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}
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let p: Person = Person()
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print(Mems.memStr(ofRef: p))
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// console
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0x0000000100010540 0x0000000000000003 0x000000000000001c 0x00000000000000af
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```
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可以看到一个 Swift 类，前8个字节用来存放类信息的指针，其次8个字节用来存放引用计数信息，后16个字节用来存放28和175，就是存储属性信息
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调整下：
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```swift
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import Foundation
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class Person: NSObject {
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var age: Int = 28
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var height: Int = 175
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}
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let p: Person = Person()
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print(Mems.memStr(ofRef: p))
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// console
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0x011d8001000104e9 0x000000000000001c 0x00000000000000af 0x0000000000000000
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```
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可以看到当 Swift 类继承自 NSObject 后，前8个字节存放的是 isa 指针，其次的16个字节存放存储属性信息，最后的8个字节用来内存对齐。
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## 混编
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### Swift 类如何在 OC 中使用
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OC 项目，使用 Swift 开发默认会创建 `项目名-Swift.swift` 文件。Swift 类都可以在该文件中找到
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默认情况下生成的 Swift class 是不可以直接在 OC 中使用的，如果需要访问需要在 class 前加 `@objc`，编译器生成的代码如下：
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<img src="https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/raw/master/assets/SwiftClassCannotUseInOC1.png" style="zoom:25%">
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class 不仅需要创建对象，还需要访问属性和方法，可以在属性或者方法前加 `@objc`，效果如下
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<img src="https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/raw/master/assets/SwiftClassCannotUseInOC2.png" style="zoom:25%">
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但这样很麻烦，需要给每个属性、方法添加 `@objc`。有简便方法，可以直接在 class 前加 `@objcMembers`，这样该 class 所有的属性、方法都可以在 OC 中访问
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<img src="https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/raw/master/assets/SwiftClassCannotUseInOC3.png" style="zoom:25%">
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### OC 类、对象方法如何在 Swift 中访问
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要在 Swift 中访问 OC 类，需要创建桥接文件，OC 工程首次创建 Swift 文件时，Xcode 默认创建桥接文件 `项目名-Bridging-Header.h`。如果是手动创建的，则需要配置（在项目的 Build Settings 中，找到 Objective-C Bridging Header 设置项，并指定桥接头文件的路径。确保桥接头文件的路径正确无误，并且文件名和扩展名都正确）。
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在桥接文件中（`项目名-Bridging-Header.h`） 写好需要在 Swift 中使用的 objective-C 类。
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Swift 中不允许访问 objective-c 的方法或者需要换个方法名去调用，该怎么实现？
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<img src="https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/raw/master/assets/ObjcMethodCannotUseInSwift.png" style="zoom:25%">
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`- (void)showPower NS_SWIFT_NAME(diaplayPower());` oc 对象方法名，在 Swift 中使用时，想换个名字，可以用 `NS_SWIFT_NAME(新的方法名())`
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`- (void)displayPower NS_SWIFT_UNAVAILABLE("请使用 showPower");` oc 对象方法名，不想在 Swift 使用时，可以加 `NS_SWIFT_UNAVAILABLE(原因)` |