第九节课：闭包(二)
闭包补充
上节课我们看了捕获一个变量的内存结构，如果捕获的是两个变量的值,当前内存结构是什么玩意?
func makeIncrementer(forIncrement amount: Int) -> () -> Int{
var runningTotal = 12
//内嵌函数，也是一个闭包
func incrementer() -> Int{
runningTotal += amount
return runningTotal
}
return incrementer
}
查看其IR代码
返回值仍然是void* ，swift.refcounted指针，所以原来的仿写代码中FuntionData<T>是不变的。
接下来我们往上看
%12 = insertvalue { i8*, %swift.refcounted* } { i8* bitcast (i64 (%swift.refcounted*)* @"$s4main15makeIncrementer12forIncrementSiycSi_tF11incrementerL_SiyFTA" to i8*), %swift.refcounted* undef }, %swift.refcounted* %8, 1
首先insertvalue是往{ i8*, %swift.refcounted* }这个结构体里面插入
将内嵌函数的地址放到了i8*里面，也就是void*内存中
将 %swift.refcounted* %8指针插入index=1的位置
接下来我们来看%8是个什么
%8 = call noalias %swift.refcounted* @swift_allocObject(%swift.type* getelementptr inbounds (%swift.full_boxmetadata, %swift.full_boxmetadata* @metadata.3, i32 0, i32 2),
i64 32,
i64 7) #2
首先swift_allocObject开辟堆区内存空间
getelementptr是从swift.full_boxmetadata中偏移i32 0，即不偏移，取结构体
然后从swift.full_boxmetadata* @metadata.3中找出index=2的元素地址，也就是%swift.type字段
i64 32，i64 7 分配的内存大小是32字节，然后8字节对齐
内部结构仿写
根据捕获一个变量的仿写，继续仿写捕获两个变量的情况
//2、闭包捕获多个值的原理
struct HeapObject {
var type: UnsafeRawPointer
var refCount1: UInt32
var refCount2: UInt32
}
//函数返回值结构体
//BoxType 是一个泛型，最终是由传入的Box决定的
struct FunctionData<BoxType>{
var ptr: UnsafeRawPointer//内嵌函数地址
var captureValue: UnsafePointer<BoxType>
}
//捕获值的结构体
struct Box<T> {
var refCounted: HeapObject
var value: T
}
//封装闭包的结构体，目的是为了使返回值不受影响
struct VoidIntFun {
var f: () ->Int
}
//下面代码的打印结果是什么？
func makeIncrementer(forIncrement amount: Int) -> () -> Int{
var runningTotal = 0
//内嵌函数，也是一个闭包
func incrementer() -> Int{
runningTotal += amount
return runningTotal
}
return incrementer
}
var makeInc = makeIncrementer(forIncrement: 10)
var f = VoidIntFun(f: makeInc)
let ptr = UnsafeMutablePointer<VoidIntFun>.allocate(capacity: 1)
//初始化的内存空间
ptr.initialize(to: f)
//将ptr重新绑定内存
let ctx = ptr.withMemoryRebound(to: FunctionData<Box<Int>>.self, capacity: 1) {
$0.pointee
}
print(ctx.ptr)
print(ctx.captureValue)
<--打印结果-->
0x0000000100005840
0x0000000102014cd0
通过cat 查看第一个地址，即内嵌函数地址
x/8g 第二个地址
再次x/8g查看
发现这个值跟我们的runningTotal有点像哎~那就验证一下
将runningTotal改成10
所以，闭包捕获两个变量时，Box结构体内部发生了变化，修改后的仿写代码如下：
//2、闭包捕获多个值的原理
struct HeapObject {
var type: UnsafeRawPointer
var refCount1: UInt32
var refCount2: UInt32
}
//函数返回值结构体
//BoxType 是一个泛型，最终是由传入的Box决定的
struct FunctionData<BoxType>{
var ptr: UnsafeRawPointer//内嵌函数地址
var captureValue: UnsafePointer<BoxType>
}
//捕获值的结构体
struct Box<T> {
var refCounted: HeapObject
//valueBox用于存储Box类型
var valueBox: UnsafeRawPointer
var value: T
}
//封装闭包的结构体，目的是为了使返回值不受影响
struct VoidIntFun {
var f: () ->Int
}
//下面代码的打印结果是什么？
func makeIncrementer(forIncrement amount: Int) -> () -> Int{
var runningTotal = 12
//内嵌函数，也是一个闭包
func incrementer() -> Int{
runningTotal += amount
return runningTotal
}
return incrementer
}
var makeInc = makeIncrementer(forIncrement: 10)
var f = VoidIntFun(f: makeInc)
let ptr = UnsafeMutablePointer<VoidIntFun>.allocate(capacity: 1)
//初始化的内存空间
ptr.initialize(to: f)
//将ptr重新绑定内存
let ctx = ptr.withMemoryRebound(to: FunctionData<Box<Int, Int>>.self, capacity: 1) {
$0.pointee
}
print(ctx.ptr)
print(ctx.captureValue.pointee)
print(ctx.captureValue.pointee.valueBox)
<!--打印结果-->
0x0000000100002b30
Box<Int>(refCounted: _7_Clourse.HeapObject(type: 0x0000000100004090, refCount1: 3, refCount2: 4), valueBox: 0x00000001006094a0, value: 10)
0x00000001006094a0
总结：
1.捕获值的原理：堆上开辟内存空间，捕获的值放到内存空间里
2.修改捕获值的时候：修改堆空间里面的值（11，12，13的例子）
3.闭包是一个引用类型（地址传递），闭包的底层结构(结构体：函数的地址+捕获变量的值 == 闭包)
逃逸闭包&非逃逸闭包
定义：当闭包作为一个实际参数传递给一个函数时，并且是在函数返回之后调用，我们就说这个闭包逃逸了。当声明一个接受闭包作为形式参数的函数时，可以在形式参数前写@escaping来明确闭包是允许逃逸的
- 如果用
@escaping修饰闭包后，我们必须显示的在闭包中使用self -
swift3.0之后，系统默认闭包参数就是被@nonescaping，可以通过SIL来验证
简单写一个例子
func test(by:()->()){
by()
}
查看SIL
非逃逸闭包
- 函数体内执行
- 函数执行完之后，闭包消失
逃逸闭包
- 函数返回后调用
- 延迟调用
- 作为属性存储，后面进行调用
例子：
属性存储
class HZMTeacher{
var complitionHandler: ((Int)->Void)?
func makeIncrementer(amount: Int, handler: @escaping (Int) -> Void){
var runningTotal = 0
runningTotal += amount
self.complitionHandler = handler
}
func doSomething(){
self.makeIncrementer(amount: 10) {
print($0)
}
}
deinit {
print("HZMTeaher deinit")
}
}
var t = HZMTeacher()
t.doSomething()
t.complitionHandler?(10)
如上所示，当前的complitionHandler作为HZMTeacher的属性，是在方法makeIncrementer调用完成后才会调用，这时，闭包的生命周期要比当前方法的生命周期长
延迟调用
class HZMTeacher {
//定义一个闭包属性
var complitionHandler: ((Int)->Void)?
//函数参数使用@escaping修饰，表示允许函数返回之后调用
func makeIncrementer(amount: Int, handler: @escaping (Int)->Void){
var runningTotal = 0
runningTotal += amount
//赋值给属性
self.complitionHandler = handler
//延迟调用
DispatchQueue.global().asyncAfter(deadline: .now()+0.1) {
print("逃逸闭包延迟执行")
handler(runningTotal)
}
print("函数执行完了")
}
func doSomething(){
self.makeIncrementer(amount: 10) {
print($0)
}
}
deinit {
print("HZMTeacher deinit")
}
}
//使用
var t = HZMTeacher()
t.doSomething()
<--打印结果-->
函数执行完了
逃逸闭包延迟执行
10
当前方法执行的过程中不会等待闭包执行完成后再执行，而是直接返回，所以当前闭包的生命周期要比方法长
逃逸闭包与非逃逸闭包的区别
非逃逸闭包:一个接受闭包作为参数的函数，闭包是在这个函数结束前内被调用，即可以理解为闭包是在函数作用域结束前被调用
-
不会产生循环引用(函数调用完成后释放捕获对象) -
编译器优化(省略的内存管理调用，return、release) -
非逃逸闭包可以保存在栈上，而不是堆上（官方文档说明，目前没有验证出来）
逃逸闭包:一个接受闭包作为参数的函数，逃逸闭包可能会在函数返回之后才被调用，即闭包逃离了函数的作用域(生命周期比函数长)
-
可能会产生循环引用（因为逃逸闭包中需要显式的引用self（猜测其原因是为了提醒开发者，这里可能会出现循环引用了），而self可能是持有闭包变量的（与OC中block的的循环引用类似）） - 一般用于异步函数返回，例如网络请求
使用建议：如果没有特别需要，开发中使用非逃逸闭包是有利于内存优化的，所以苹果把闭包区分为两种，特殊情况时再使用逃逸闭包
自动闭包
先看一个例子
func debugOutPrint(_ condition: Bool, _ message: String){
if condition {
print("debug: \(message)")
}
}
debugOutPrint(true, "Application Error Occured")
当condition为true时，会打印错误信息，即如果是false，当前条件不会执行
如果字符串是在某个业务逻辑中获取的，会怎么样？
func doSomething() -> String{
print("doSomething")
return "Network Error Occured"
}
debugOutPrint(true, doSomething())
debugOutPrint(false, doSomething())
通过结果发现，传入true还是false，当前的doSomething()都会执行，如果这个方法是一个非常耗时的操作，这里就会造成一定的资源浪费。所以为了避免这种情况，需要将当前参数修改为一个闭包
func debugOutPrint(_ condition: Bool, _ message: () -> String){
if condition {
print("cjl_debug: \(message())")
}
}
func doSomething() -> String{
print("doSomething")
return "Network Error Occured"
}
debugOutPrint(false, doSomething)
这样，我们的doSomething方法就不会执行了
问题来了，如果就是要传一个字符串怎么办，有没有兼容的方式？
可以通过@autoclosure将当前的闭包声明成一个自动闭包，不接收任何参数，返回值是当前内部表达式的值。所以当传入一个String时，其实就是将String放入一个闭包表达式中，在调用的时候返回
func debugOutPrint(_ condition: Bool, _ message: @autoclosure() -> String){
if condition {
print("debug: \(message())")
}
}
func doSomething() -> String{
print("doSomething")
return "Network Error Occured"
}
debugOutPrint(true, doSomething())
debugOutPrint(true, "Application Error Occured")
这样就兼容了两种参数形式
debugOutPrint(true, "Network Error Occured")
自动闭包相当于用{}包裹传入的对象，然后返回{}内的值
{
//表达式里的值
return "Network Error Occured"
}
总结:
逃逸闭包:一个接受闭包作为参数的函数，逃逸闭包可能会在函数返回之后才被调用，即闭包逃离了函数的作用域(生命周期比函数长)
-
可能会产生循环引用（因为逃逸闭包中需要显式的引用self（猜测其原因是为了提醒开发者，这里可能会出现循环引用了），而self可能是持有闭包变量的（与OC中block的的循环引用类似）） -
一般用于异步函数返回，例如网络请求 - 如果标记为了
@escaping，必须在闭包中显式的引用self
非逃逸闭包:一个接受闭包作为参数的函数，闭包是在这个函数结束前内被调用，即可以理解为闭包是在函数作用域结束前被调用
-
不会产生循环引用(函数调用完成后释放捕获对象) -
编译器优化(省略的内存管理调用，return、release) -
非逃逸闭包可以保存在栈上，而不是堆上（官方文档说明，目前没有验证出来）
为什么要区分@escaping 和 @nonescaping?
1、为了内存管理，闭包会强引用它捕获的所有对象，这样闭包会持有当前对象，容易导致循环引用
2、非逃逸闭包不会产生循环引用，它会在函数作用域内使用，编译器可以保证在函数结束时闭包会释放它捕获的所有对象
3、使用非逃逸闭包可以使编译器应用更多强有力的性能优化，例如，当明确了一个闭包的生命周期的话，就可以省去一些保留（retain）和释放（release）的调用
4、非逃逸闭包它的上下文的内存可以保存在栈上而不是堆上
PS: 如果没有特别需要，开发中使用非逃逸闭包是有利于内存优化的，所以苹果把闭包区分为两种，特殊情况时再使用逃逸闭包
自动闭包相当于用{}包裹传入的对象，然后返回{}内的值
