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iOS 编译器 __Attribute__ 的入门指南

  • 2021 年 12 月 31 日
  • 本文字数:3622 字

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iOS 编译器__Attribute__的入门指南

作者:小朋鸟

一、Attribute

Attribute 是 GNU C 的一大特色。所以这对于 iOS 来说这是一个什么东西?


  • 这是一个可以给对象或函数声明特性的编译器指令,目的是让编译器做更多的错误检查和优化。

  • 可设置函数属性(Function Attribute)、变量属性(Variable Attribute)、类型属性(Type Attribute)


Swift 文档中的说明:


Attributes provide more information about a declaration or type. There are two kinds of attributes in Swift, those that apply to declarations and those that apply to types.

属性提供关于声明或类型的更多信息。Swift 中有两种属性,一种应用于声明,另一种应用于类型。

引用:Attributes

二、使用方法

以下列举一下要怎么使用,大概的场景是什么。

1、内存对齐,深度优化

// aligned 用来调整内存对齐中每行的位数// 如果设置少于4,编译器会自动优化成4// 最大也只能是8struct stu{    char sex;    int length;    char name[2];    char value[16];}__attribute__((aligned(16)));
struct stu my_stu;
NSLog(@"%lu", sizeof(my_stu));NSLog(@"%p %p,%p,%p", &my_stu,&my_stu.length,&my_stu.name,&my_stu.value);NSLog(@"Hello, World!");
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2、强制内联

减少函数调用,不过要注意递归方法不能用内联。


// 如果使用 __attribute__((always_inline))// 汇编中会减少callq的方法__attribute__((always_inline)) void inlineFunction(){    int a = 10; a+= 10;}
void testInline(){ inlineFunction();}
testInline();
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对于以上两点,你可以永远相信编译器,除非哪一天它欺骗了你。那你再去尝试优化。

3、规范提醒

可以直接通过警告或者报错,提醒别人不能这样做!


/*     OC中可以是用 #param mark - xxxx    swift使用   #MARK - xxxxx*/// 在父类中某个被重写的方法上添加这个,编译器会提醒子类的重写方法中调用[super]__attribute__((objc_requires_spuer))


//deprecated(gnu::deprecated)//用来表示废弃api//第一个参数是废弃的消息,第二个是建议用来替代的函数void func(void) __attribute__((deprecated("message","replacement")));


//diagnose_if 用来添加一些函数调用时需要满足的条件,会在编译时发出警告或者提醒//不会发出运行时的的警告。int tabs(int a)__attribute__((diagnose_if(a >= 0, "Redundant abs call", "warning")));
int must_abs(int a)__attribute__((diagnose_if(a >= 0, "Redundant abs call", "error")));
int val = tabs(1); //warningint val2 = must_abs(1);//errorint val3 = tabs(val);//nothingint val4 = must_abs(val);//nothing

//enable_if,刚好和 diagnose_if 的条件设置相反void func(int a)__attribute__((enable_if(a>0 && a<120,"我是xx"))) { NSLog(@"11:%d",a);}
func(1000); //报错:No matching function for call to 'func'
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4、语法转换

// 将 struct 和 union 转换成 NSValue// __attribute__((objc_boxable))// 然后可以使用NSValue的语法糖。struct __attribute__((objc_boxable)) _people {    int year;    NSString *name;};
union __attribute__((objc_boxable)) _student { int class;};
typedef struct __attribute__((objc_boxable)) _people people;people p;NSValue *boxed = @(p);
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5、黑魔法

具体想做什么,可以参考下面示例。


// constructor/destructor,构造器和析构器,可以在main函数之前和之后调用函数// constructor 的调用会比load方法晚一点// destructor 会调用在exit函数之前。// 可以调整他们的调用优先级。后面的参数就是优先级// __attribute_((constructor(101))) 【0-100】是系统保留了,不能占用,数字越小越优先// constructor 可以用来做很坏的事情,因为load方法已经加载完成了,内存中已经有被加载类的信息。__attribute__((constructor))void funca(){    print("beforeMain");}
__attribute__((destructor))void funcb(){ print(@"beforeExit");}
/* 参考sunnyxx大大的一句话:剩下的就全靠想象力了,😂 */
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监听变量作用域结束时,调用指定函数。


// 用在一个对象上,当变量的作用域结束时,调用一个指定函数// 调用时机会比 dealloc 早// 作用域结束包括:return、goto、break、exception// 注意传入类型要一样__attribute__((cleanup(func)))
void func(__strong NSString **value){ NSLog(*value);}
int main() { // 这里会输出 hello world NSString *str __attribute__((cleanup(func))) = @"hello world"; return 0;}
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  • ReactiveCocoa 中 @onExit 宏的例子,SDWebImage 中也是这样的,很像 swift 中的 defer。


// void(^block)(void)的指针是void(^*block)(void)static inline void blockCleanUp(__strong void(^*block)(void)) {    (*block)();}
// 定义 onExit#define onExit __strong void(^block)(void) __attribute__((cleanup(blockCleanUp), unused)) = ^
// 使用方式onExit { NSLog(@"我最后才输出!");}
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6、混淆加固

这可以用来做编译加固,但可能会影响到一些动态调用,要慎重。


// 可以用在interface和protocol上,将类名或者协议名在编译期换成指定名字__attribute__((objc_runtime_name("xxx")))
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7、声明函数不返回

  • 表明执行完成后,函数不返回给调用方。exit() 函数是 _Noreturn 函数的一个示例,一旦调用 exit() 它不会往下执行了。

  • 和 void 返回类型不同的是,void 类型的函数再执行完毕后返回主调函数,只是它不提供返回值。


_Noreturn void func(int a ){    print(a)}
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  • AFNetworking 中的例子,__attribute__((noreturn)) 类似于 Swift 中的返回值类型为 Never 的函数。


// 生成独立的网络 NSThread 时启动一个 NSRunLoop 循环处理,以确保分离的线程在应用程序的生命周期内继续执行。+ (void) __attribute__((noreturn)) networkRequestThreadEntryPoint:(id)__unused object {    do {        @autoreleasepool {            [[NSRunLoop currentRunLoop] run];        }    } while (YES);}
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8、判断检查

//__has_attribute 用来检测是否有attribute属性#if __has_feature(attribute_ns_returns_retained)    #define NS_RETURNS_RETAINED __attribute__((ns_returns_retained))#else    #define NS_RETURNS_RETAINED#endif
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9、禁止衍生子类

// 在类前面添加,该类就无法添加子类,如果添加了,会编译出错。__attribute__((objc_subclassing_restricted))@interface Person: NSObject
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三、clang 新增的特性

1、新的弃用声明

添加了更多参数:


  • introduced 首次定义

  • deprecated 弃用版本

  • obsoleted 废弃版本

  • unavailable 平台无效

  • message=string-literal 在废弃或者弃用版本的提示

  • replacement=string-literal 该 api 的代替


void func(void) __attribute__((availability(macos,introduced=10.4,deprecated=10.6,obsoleted=10.7)));// 这个参数列表有没有感觉像 @#available()
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2、C 中重载一个 C++函数

// 在C中重载一个C++函数,C中的函数重载是使用可重载属性引入的。__attribute__((overloadable)))
#include <math.h>
float __attribute__((overloadable)) tgsin(float x) { return sinf(x); }
double __attribute__((overloadable)) tgsin(double x) { return sin(x); }
long double __attribute__((overloadable)) tgsin(long double x) { return sinl(x); }
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3、提前分配指针空间

优化大佬专用。


// alloc_size 需要和 __builtin_object_size 一起使用// alloc_size 也只能最多两个参数,参数的意义就是指定函数的第几个形参// 根据我们传入的值的大小,从 __builtin_object_size 中获取的就是多少// 如果有两个参数,那么就会是两个参数的大小相乘的结果。// 这个就是给指针绑定了空间大小了
void *my_malloc(int a) __attribute__((alloc_size(1)));void *my_callocd(int a, int b, int m) __attribute__((alloc_size(1,3)));void *my_malloc(int a) { return NULL;}void *my_callocd(int a, int b, int m){ return NULL;}
void *const p = my_malloc(100);NSLog(@"%d", __builtin_object_size(p,1));
void *const a = my_callocd(20,3,5);NSLog(@"%d", __builtin_object_size(a,2));
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四、小结

Attribute 还有很多很多的使用没有列举,因为实在是太多了。


这就当是编译器前端的一点小学习笔记吧。编译器作为计算机三大浪漫之一,是没有那么容易被攻克的。


计算机三大浪漫


  • 编译原理

  • 操作系统

  • 图形学


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五、参考

  1. Attributes — The Swift Programming Language (Swift 5.5)

  2. Attribute用法1

  3. Attribute用法2

  4. Attribute说明

  5. GCC文档说明

  6. CPP文档说明

  7. cleanup的用法

  8. noreturn的说明

  9. ReactiveCocoa 中奇妙无比的“宏”魔法

发布于: 2 小时前
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