前言
对于编译型语言来看，有主要三种类型的函数派发方式，分别为：
- Direct Dispatch：直接派发
- Table Dispatch：函数表派发
- Message Dispatch：消息派发
分析三种派发方式主要从性能及动态性两方面讨论，这两个特性相对而言是矛盾的，性能要求高，则动态性差，反之亦然，其中直接派发又被称为静态派发，函数表派发与消息派发称为动态派发，大多数语言都会支持上面派发方式的一种到多种。如
- C 使用直接派发；
- Java 默认使用函数表派发，可以通过 final 修饰符修改成直接派发；
- C 默认使用直接派发，但可以通过加上 virtual 修饰符来改成函数表派发；
- OC 使用直接派发、消息派发方式；（普通方法采用消息派发的方式，load 方法使用直接派发的方式）
直接派发
直接派发是三种形式里面最快速的，在编译时就确定了方法的调用地址，汇编代码中，直接跳到方法的地址执行，生成的汇编指令最少。
优点：编译器可以对这种派发方式进行更多优化，比如函数内联等。 缺点：缺乏动态性，无法实现继承等；
函数表派发
函数表是编译型语言常见的派发方式，函数表使用数组来存储类中声明的每个函数的指针。对于这个表，大部分语言叫 Virtual table(虚函数表) 。根据 Swift 编译生成的 SIL 文件分析，Swift 中存在两种函数表，其中协议使用的是 witness_table (SIL 文件中名为 sil_witness_table)，类使用的是 virtual_table（SIL 文件中名为 sil_vtable）。
每一个类都会维护一个函数表，里面记录着类所有的函数，如果父类函数被 override，表里面只会保存被 override 之后的函数。一个子类新添加的函数，都会被插入到这个数组的最后。运行时会根据这一个表去决定实际要被调用的函数；
一个函数被调用时会先去读取对象的函数表（读取第一次），再根据类的地址加上该的函数的偏移量得到函数地址（读取第二次），最后跳到那个地址上去（跳转一次）。整个过程是两次读取一次跳转，比直接派发慢一些。
消息派发
消息派发是动态性最强的派发方式，也是性能最差的一种方式；方法调用包装成消息，发给运行时（相当于中间人），运行时会找到类对象，类对象会保存类的数据信息，或通过父类查找，直到命中执行，如果没找到方法，抛出异常，运行时提供了很多动态的方法用于改变消息派发的行为，相比函数表派发有很强的动态性，由于运行时支持的功能很多，方法查找的过程比较长，所以性能比较低；
OC 消息派发过程在这不展开说，后续有博文专门说这个。
Swift 中的函数派发
分析SIL文件，我们可以分析出Swift中派发方式的规律，关于SIL相关知识，可以参照该文 iOS编译简析 。
本文只给出关键命令 swiftc main.swift -emit-sil | xcrun swift-demangle > main.sil 。
派发方式与 SIL 文件中关键指令对应关系
- sil_witness_table/sil_vtable：函数表派发
- objc_method：消息机制派发
- 不在上述范围内的属于直接派发；
Swift 语言支持三种派发方式。采用何种方式跟以下四种因素相关：
- 声明的位置
- 引用类型
- 指定行为
- 显式地优化
直接派发 | 函数表派发 | 消息派发 | |
|---|---|---|---|
NSObject | @nonobjc 或者 final 修饰的方法 | 声明作用域中方法 | 扩展方法及被 dynamic 修饰的方法 |
Class | 不被 @objc 修饰的扩展方法及被 final 修饰的方法 | 声明作用域中方法 | dynamic 修饰的方法或者被 @objc 修饰的扩展方法 |
Protocol | 扩展方法 | 声明作用域中方法 | @objc 修饰的方法或者被 objc 修饰的协议中所有方法 |
Value Type | 所有方法 | 无 | 无 |
其他 | 全局方法，staic 修饰的方法；使用 final 声明的类里面的所有方法；使用 private 声明的方法和属性会隐式 final 声明； |
通过该表格你大概就可以理解一下 Swift 语言中的一些限制了：
- extension 中定义的方法如果想 overrite，需要在方法上加上 @objc 修饰符；因为如果不加 @objc，走的是直接派发，无法重写方法。
Swift 派发优化
内联优化
Swift 编译时在直接派发方式的基础上还可以进行优化，如函数内联。
内联主要原理是：将一些函数的实现直接编译入调用函数的位置中去，减少函数指针的栈调用，提高运行效率。当开启编译优化 (Optimization Level) 时，编译器会在直接派发方式基础上根据函数实际情况进行内联优化。下列情况编译器默认不会进行内联优化：
- 函数体过长（无形中增加了包体积，重复代码）；
- 函数包含动态派发；
- 函数中包含递归调用；
Swift 中显式内联优化修饰符
@inline(never)声明这个函数 never 永远不被编译成 inline 的形式，即使开启了编译器优化；@inline(__always)声明这个函数总是编译成 inline 的形式， 这个修饰符只对函数体过长这种不会被内联优化的情况生效，其他情况也不生效；
内联除了可以提高运行效率这个优点之外，还有另外一个好处，将部分关键函数进行内联优化，可以增大逆向难度。
尽量直接派发
Swift 会尽可能的优化派发方式，一些函数表派发方法会优化成直接派发。编译器可以通过 whole module optimization 检查继承关系，对某些没有标记 final 的类通过计算，如果能在编译期确定执行的方法，则使用直接派发。比如一个函数没有 override，Swift 就可能会使用直接派发的方式。
