奇怪的AnyObject和背后的SwiftValue

奇怪的行为

在日常的开发过程中，我们经常会用到AnyObject，按照苹果的官方文档来说，所谓的AnyObject就是一个所有Class都隐式遵循的Protocol，原文如下：

/// The protocol to which all classes implicitly conform.////// You use `AnyObject` when you need the flexibility of an untyped object or/// when you use bridged Objective-C methods and properties that return an/// untyped result. `AnyObject` can be used as the concrete type for an/// instance of any class, class type, or class-only protocol.

也就是说，除了少量值类型（Struct, Enum）,其余的类型都会遵守AnyObject，这都是说得通的。然而奇怪的是如下代码：

enum MyEnum {    case test}let e = MyEnum.testif e is AnyObject {    print("e is AnyObject！")} else {    print("e is not AnyObject！")}

照理来说，MyEnum是一个枚举类型，而不是Class类型，这里输出的应该是 e is not AnyObject！，然而真正运行之后我们得到的却是 e is AnyObject!。

当我们将AnyObject用于限定protocol的时候，它的行为又是符合预期的，比方:

protocol MyProtocol: AnyObject {}struct MyStruct: MyProtocol {}

当我们用AnyObject来限定MyProtocol的时候，编译器就会发出错误的提醒:

Non-class type 'MyStruct' cannot conform to class protocol 'MyProtocol'

总结来说，奇怪的点在于看起来，值类型遵守AnyObject协议，但是在用于Protocol限定的时候值类型又不是AnyObject的。这是为什么呢？

探测运行时类型

假如我们使用type方法来动态的探测类型，我们会发现这样一个有趣的行为:

let myEnum = MyEnum.testlet x = myEnum as! AnyObjectprint(type(of: x)) // __SwiftValueprint(type(of: myEnum)) // MyEnum

我们可以看到，对待同样的myEnum，在转换成为AnyObject之后它就不再是MyEnum而是__SwiftValue。也就是说，值类型在运行时是允许转换成__SwiftValue这一隐藏类型的。那么究竟什么是__SwiftValue呢？

SwiftValue

在SwiftValue.mm中，我们可以看到如下的定义：

@interface __SwiftValue : NSObject <NSCopying>- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone;@end

也就是说，所谓__SwiftValue就是一个继承自NSObject的对象，这也就解释的通为什么在使用is关键字的时候判断为true了，由于MyEnum类型的Swift值被__SwiftValue所包装了一层，真正进行is判断的是__SwiftValue,那结果自然是为真了。

在源代码中我们可以找到封装实现的C++代码:

__SwiftValue *swift::bridgeAnythingToSwiftValueObject(OpaqueValue *src,                                                    const Metadata *srcType,                                                    bool consume) {  size_t alignMask = getSwiftValuePayloadAlignMask(srcType);  size_t totalSize =      getSwiftValuePayloadOffset(alignMask) + srcType->getValueWitnesses()->size;  void *instanceMemory = swift_slowAlloc(totalSize, alignMask);  __SwiftValue *instance    = objc_constructInstance(getSwiftValueClass(), instanceMemory);  auto header = getSwiftValueHeader(instance);  new (header) SwiftValueHeader();  header->type = srcType;  auto payload = getSwiftValuePayload(instance, alignMask);  if (consume)    srcType->vw_initializeWithTake(payload, src);  else    srcType->vw_initializeWithCopy(payload, src);  return instance;}

也就是说，这个方法可以拿到任何Swift的类型实例，而后通过runtime系统的objc_constructInstance方法来动态构造一个__SwiftValue，从而达到OC和Swift交互的目的。但是这并不意味着我们可以在OC端访问任意的Swift值，在最新的Swift版本中，所以需要暴露给OC的方法和类都需要显式的加上@objc的attribute，然而，假如你是用@objc来限定struct等值类型，编译器就会提醒错误，也就是说，从编译阶段Swift就限定了我们不能使用@objc来暴露值类型，尽管在运行时期值类型是可以被OC对象所包装的。

那么SwiftValue的 内存结构是怎样样的呢？

Layout of SwiftValue

所谓的payload就是装载了实体对象的部分，比较有意思的是SwiftValueHeader部分。在SwiftValueHeader中包含了Swift类型的Metadata，所谓的Metadata就是类型的元信息,它的定义如下:

当然除了Metadata还有ClassMetadata，这里就不开展叙述。

typedef struct Metadata {  void *valueWitnessTable;  unsigned long kind;} Metadata;

我们可以看到，Metadata主要包含了两个部分，一个是valueWitnessTable，它是一个函数指针的表，包含了allocating函数、copying函数、destroying函数、内存占用大小以及字节对齐等信息。除此之外，kind则标明了该Swift值的基础类型，所对应的表如下:

总结

从is关键字的行为中，我们窥探了Swift和OC的部分桥接的实现细节，interop的操作都被
SwiftValue所隐藏在了内部，当我们进行动态的类型检查的时候，原有的Swift类型就被转换成了SwiftValue，这也就解释了我们开文时那段代码奇怪的行为了。

参考

Class and Subtype existentials
SwiftValue Define
TypeLayout
TypeMetadata