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派发（dispatch）是一个比拟通用的概念，个别是指为了实现某个目标把一个货色发送到某个地位的行为。在计算机科学中，这个术语在很多中央都会用到，比方派发一个调用给某个函数，派发一个事件给一个监听者，派发一个中断给中断处理程序，或者派发一个过程给 CPU。
在这篇文章中，咱们次要钻研 Swift 中的派发，也就是派发一个调用到某个办法上，Swift 中的办法派发包含类的办法派发和基于协定的派发。
类的办法派发
Swift 中类的办法的派发有以下三种形式：
- 动态派发（Static Dispatch）
- 动静派发（Dynamic Dispatch）
- 音讯派发（Messaging Dispatch）
动态派发
动态派发，又叫做晚期绑定，是指在编译期将办法调用绑定到办法的实现上，这种派发形式十分快。在编译期，编译器能够看到调用方和被调方的所有信息，间接生成跳转代码，这样在运行期就不会有其它额定的开销。并且编译器能够依据本人晓得的信息进行优化，比方内联，能够极大进步程序运行效率。
在 Swift 中，构造体和枚举的办法调用，以及被 final 标记的类和类的办法，都会采纳这种派发形式。
动静派发
动静派发是在运行时决定办法调用地址，因而须要有个查找办法地址的机制，在 Swift 中是通过 虚函数表（Virtual Method Table），简称 V-Table 实现的，因而动静派发也被称为表派发（Table Dispatch）
在编译期，编译器会给每个蕴含动静派发办法的类型创立一个虚函数表，这个表会被放在内存的动态区，表中是办法名到办法实现地址的映射。当这个类型的办法被调用时，运行时会去这个类型的虚函数表中寻找这个办法名对应的实现地址，而后再跳转到这个地址执行代码。
动静派发次要是用来实现 继承多态，继承多态是多态的一种。例如以下代码：
class Animal {func makeNoise() {fatalError("此办法必须通过子类调用")
}
}
class Dog: Animal {override func makeNoise() {print("Wang Wang!")
}
}
class Cat: Animal {override func makeNoise() {print("Miao!")
}
}这段代码在编译时，编译器会把 makeNoise 办法采纳动静派发来解决，会给 Animal、Dog、Cat 这三个类别离生成一个虚函数表，每个表中蕴含了办法实现地址的列表和办法列表的索引。
咱们能够应用一个容器来装一些列 Animal 和其子类，而后对立调用 makeNoise 办法，这样的益处是疏忽每个具体类型的信息，提供高级的形象，这种做法在很多中央都很有用。这种做法在面向对象中也被称为凋谢递归（Open recursion）。
let animals: [Animal] = [Dog(), Cat()]
for animal in animals {animal.makeNoise()
}
// 输入：// Wang Wang!
// Miao!绝对于动态派发的间接跳转，动静派发要通过 3 个步骤，找到虚函数表、找到办法地址、跳转到办法地址，并且编译器无奈对动静派发做优化，因而其性能要比动态派发慢得多。
重写扩大中的办法
Swift 中扩大中的办法是不能被子类重写的，能够尝试编写以下代码：
extension Animal {func methodInExtension() {}}
class Dog: Animal {
...
override func methodInExtension() {}
}此时 Xcode 会报告一个编译谬误 扩大中的非 @objc 的实例办法不能被重写。这是因为扩大中的办法不会被增加到类的虚函数表中。如果肯定想重写办法，只能增加 @objc 修饰符，这样这个办法会领有残缺的 Objective-C 的办法派发能力，编译器会晓得这个办法能够在运行时被正确处理，从而容许重写。
默认状况下，如果继承了一个 Objective-C 类，子类中的办法派发是采纳动静派发而不是音讯派发。
音讯派发
对于音讯派发，这就是 Objective-C 的常识了，就是 OC 运行时通过 isa 和 super 指针查找办法实现，并蕴含一系列音讯转发流程，在此不表。
在 Swift 类中应用 @objc dynamic 关键字能够强制办法应用音讯派发。
协定的派发
类继承是一个很好用的货色，然而它也存在一些问题，比方子类只能继承一个父类，并且子类会被强制蕴含父类的内存布局。
Swift 提供了一个解决方案来解决上述类继承的有余，这个解决方案提供了良好的封装，反对多态，不会和某个特定的内存布局绑定，并且能够基于值类型工作，这就是利用 面向协定编程（POP）。
协定定义了一个类型具备的能力，和继承不同，咱们能够给让一个类型合乎任意多个协定，能够让不是本人写的类型去合乎一个协定，能够给协定提供默认实现。在 Swift 中，类、构造体、枚举都能够去合乎协定。
用面向协定的思维来编程，咱们就会摒弃类继承，而是从设计一个协定开始，比方下面的代码，咱们会将 Animal 设计为一个协定：
protocol Animal {func makeNoise()
}而后能够用一个协定类型的变量来保留一个对象：
let animal: Animal = ...在类继承中，因为 Animal 是一个类，编译器晓得 Animal 占用多大的内存空间，因而晓得 animal 对象应该占用多大空间，然而如果 Animal 是一个协定类型，编译器怎么晓得 animal 应该占用多大空间呢？
class Dog: Animal {
let name: String
func makeNoise() { ...}
}
class Cat: Animal {
let age: Int
func makeNoise() { ...}
}协定并不限度合乎协定的类型的内存布局，下面代码中，Dog 占 3 个字的大小，Cat 占 1 个字的大小。
Swift 引入了 存在容器（Existential Container） 来解决这个问题。每个存在容器由以下几个局部组成：
- Value Buffer ValueBuffer 占 3 个字的长度，如果合乎协定的对象是值类型且小于等于 3 个字，则间接放入 ValueBuffer 中，如果对象是援用类型或者大于 3 个字的值类型，则将对象放在堆上，在 ValueBuffer 中保留一个指向堆上对象的援用。
- 一个指向 值目睹表（Value Witness Table, VWT） 的指针，用来创立、拷贝和销毁值，表中保留了创立、拷贝、销毁等函数的地址，其中创立、销毁函数的地址仅在当对象调配在堆上时才会有。
- 一个指向 协定目睹表（Protocol Witness Table, PWT） 的指针，每个合乎了某个协定的类型都有本人的协定目睹表，保留了实现协定中办法的办法地址。
- 如果类型合乎了多个协定，前面还会有第二个协定的协定目睹表指针，以及第三个，第四个等。合乎的协定越多，存在容器占用内存空间就越大。
这样对于某个协定类型，它的存在容器的大小总是雷同的，编译器即可确定它的大小。
let animal: Animal = Dog()
animal.makeNoise()下面的代码，animal 会被解决成一个存在容器，占用 5 个字大小的空间，因为 Dog 的大小小于等于 3 个字，它被间接放入存在容器的 ValueBuffer 中，也就是头 3 个字的空间。第 4 个字的地位是 VWT，保留了对象拷贝等函数的地址。在 PWT 中保留了 makeNoise 办法的实现地址，用存在容器第 5 个字的地位指向 PWT。
当调用 makeNoise 时，运行时会去 PWT 中寻找办法的地址，而后跳转指令，这其实和虚函数表差不多。
值得一提的是，应用协定类型的开销可能会很大，尤其是实现协定的对象是比拟大的对象的时候，这会导致在堆上进行调配和援用技术操作。这种状况下应用泛型束缚可能是更好的抉择。
总结
了解了 Swift 中的办法派发形式后，能够晓得，应该优先应用动态派发，能够获得最佳的性能，只有在须要和 Objective-C 代码交互时才应该应用音讯派发。在须要动静派发的中央，应该优先应用面向协定设计应用基于协定的派发，而后依据具体情况应用类自身的动静派发。
参考资料
- https://developer.apple.com/w…
- Swift. Method Dispatch | by Maxim Krylov | Medium
- Understanding method dispatch in Swift | by Navdeep Singh | Heartbeat (comet.ml)
