В какой момент времени и при каких условиях начинает работать диспетчеризация в Swift?

Диспетчеризация методов (method dispatch) в Swift определяет, какой именно код будет выполнен при вызове метода объекта. Выбор типа диспетчеризации происходит в момент компиляции Swift-кода.

Существуют три основных типа диспетчеризации в Swift:

1. Прямая диспетчеризация (Direct Dispatch):

   • Самая быстрая.
   • Адрес функции известен во время компиляции.
   • Применяется по умолчанию для:
     • struct и enum (т.к. они не поддерживают наследование классов).
     • Методов final классов.
     • Методов private классов (internal и public не поддерживают прямую диспетчеризацию).
     • Глобальных функций.
     • Статических методов.
     • Расширений (extensions).

2. Диспетчеризация по таблице (Table Dispatch):

   • Используется для class, когда требуется полиморфизм и наследование.
   • Адрес конкретной реализации метода определяется во время выполнения (runtime) с использованием таблицы виртуальных методов (vtable - Virtual Table).
   • Kaждый класс имеет свою vtable, содержащую указатели на реализации методов.
   • Поддерживает наследование и переопределение методов.

   class Animal { // Применится Table Dispatch
       func speak() {
           print("Unknown sound")
       }
   }
   
   class Dog: Animal { // Переопределение, использует vtable
       override func speak() {
           print("Woof")
       }
   }
   

3. Диспетчеризация по свидетельству (Witness Table Dispatch):

   • Используется для протоколов (protocol).
   • Аналогична table dispatch, но использует таблицу свидетеля (witness table) для поиска реализации метода протокола для конкретного типа, который соответствует протоколу.
   • Позволяет использовать полиморфизм с протоколами.

   protocol Speakable { // Применится Witness Table Dispatch
       func speak()
   }
   
   struct Cat: Speakable { // Реализация протокола
       func speak() {
           print("Meow")
       }
   }
   

Условия, влияющие на выбор:

• Тип данных: struct, enum, class, protocol.
• Модификаторы доступа: final, private, internal, public.
• Наследование: Возможность переопределения методов.
• Соответствие протоколам: Реализация методов из протокола.
• Контекст вызова: Вызов через конкретный тип или через протокол/базовый класс.

Компилятор Swift старается использовать прямую диспетчеризацию, где это возможно, для оптимизации производительности, но при необходимости поддержки полиморфизма и наследования переключается на table или witness table dispatch. Явное обозначение методов как final или private позволяет принудительно использовать прямую диспетчеризацию.