АНАЛИЗ УСТРОЙСТВА ПАМЯТИ В ЯЗЫКЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ SWIFT Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

где

А

ОБМ

где ß

ОБМ

р = аобм/(1 - 0,5"обм); - относительная толщина слоя обмазки.

аэбм _ ^обм/ ^СФ ; - толщина слоя обмазки, м;

(52)

Rca

- радиус сферической установки для нагружения СУВ

испытуемого ОЦВ, м.

Относительный радиус сферического ОЦВ определяется по формуле вида:

АэЦВ _ 1 — МэБМ ; (53)

Как следует из полученного выше решения поставленнозадачи, исходя из формулы 48-51, теоретически представляется возможным с помощью рассмотренной установки безопасно моделировать звездные давления и температуры, на основе чего из исходного материала в виде некого ОЦВ получать новые полезные продукты, ранее не известные человечеству или находящиеся только в недрах земли.

В заключение выразим надежду, что представленная выше теория окажется значимой и полезной специалистам, теоретикам и прикладникам в области исследований и практического применения многократных взрывов.

Список литературы

1. Физика взрыва. Издательство «Наука». Москва, 1975. 705 стр.

2. Зельдович Я.Б. и Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. Издательство «Наука». Москва. 1968. 687 стр.

3. Станюкович К.П. Неустановившиеся движения сплошной среды. Издательство «Наука». Москва, 1971. 855 стр.

4. Ударные волны и человек. Перевод с английского под редакцией А.П. Шатилова. Издательство «Мир». Москва, 1977. 191 стр.

5. Сурин Д.В. Специальные фортификационные сооружения. Учебник. ВКА имени А.Ф. Можайского. Санкт-Петербург, 2010. 429 стр.

6. Сурин Д.В. Аналитические методы оценки защищенности и живучести объектов и комплексов. Издательство Министерства обороны РФ, 1996. 145 стр.

АНАЛИЗ УСТРОЙСТВА ПАМЯТИ В ЯЗЫКЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ SWIFT Григорян Д.А.

Григорян Давид Арамович - старший разработчик мобильных приложений, Компания «Ozon», г. Москва

Аннотация: в статье анализируется устройство, принцип работы памяти в классах и в структурах языка программирования Swift.

Ключевые слова: Swift, iOS, macOS, ARC, memory layout, RAM, Objective-C runtime.

Как известно, оперативная память служит для оптимального представления данных центральному процессору и другим аппаратным частям персонального компьютера. Данный подход упрощает и оптимизирует ресурсы, используемые в компьютере, и делает ее работу наиболее эффективной, сохраняя при этом высокую производительность. Память разбита, как минимум, на 3 основные области: stack, heap и global data:

Stack содержит данные, которые определены в локальной области видимости функции,

Global data хранит в себе данные, которые преимущественно представлены в виде глобальных переменных, строковых констант и типов метаданных,

Heap - область памяти, которая используется для динамического выделения памяти при создании объекта. Объекты в данной области не живут на протяжении всей работы программы. Неиспользуемые объекты уничтожаются и адреса, в которых хранились уничтоженные объекты, используются повторно для создания других объектов. Объекты, созданные в данной области памяти, не привязаны к какой-либо функции или программе в целом.

Stack

"V"

А...

Heap

Uninitialized data

Initialized data

Text

Рис. 1. Структура оперативной памяти

Рассмотрим схему памяти для класса Point в языке программирования Swift. Класс, помимо перечисленных свойств, содержит в себе поля, такие как InlineRefCounts и isa-указатель. InlifeRefCounts - это структура, которая содержит в себе количество объектов, которые ссылаются на данный объект класса с помощью strong и unowned ссылок. В случае если данный объект удерживается слабой ссылкой, то в классе появляется дополнительное поле SideTableRefCounts, которое представляет собой структуру.

class Point { let x: Int let y: Int

init(x: Int, y: Int) { self.x = x self.у = у

>

Bytes Name

0 isa

8 InlineRefCounts

16 x

24 У

Рис. 2. Служебная информация для класса Point

Если рассмотреть распределение памяти для класса Point с помощью Objective-C runtime, то мы увидим, что первые восемь байт занимает isa указатель, далее идет InlineRefCounts со значением 3. Значение InlineRefCounts равняется трем, так как по умолчанию объекты создаются с refCount равным единице и так же происходит дополнительная инкрементация за счет присвоения этого объекта локальной переменной.

let point - Point í х: 10, у: 20)

let pointer = unsafeBitCastÍpoint, to: UnsafeRawPointer.self)

for index in 0 .. <class_getIrstanceSize( Point. self) {

let byte = pointer.loadifromByteOffset: index, as: UlritS.self) printC'byte \(index): \(byte)")

>

Рис. 3. Распределение памяти для класса Point

Необходимо отметить, что Swift классы содержат в себе, те же самые поля, что и стандартные Objective-C классы. Помимо этого, в Swift классах также содержатся дополнительные свойства.

Objective-C Classes

Swift Classes

Class isa

Class superclass const char "name long version long info

long lnstance_size

struct objc_ivar_list *ivars

struct objc_method_llst **methodl_ists

struct objc_cache *cache

struct objc_protocol_list *protocols

uint32_t flags

ulnt32_t instanceAddressOffset uint32_t instanceSize uintl 6_t instanceAlignMask ulnt16_t reserved

ulnt32_t classSIze uint32_t classAddressOffset void ^description

Рис. 4. Служебная информация в Objective-C и Swift классах

Когда происходит вызов метода в Swift, выполняется поиск в таблице методов. Принцип работы следующий:

1) Из объекта извлекается isa указатель,

2) Из полученного указателя извлекается нужный метод, передав в указатель на класс соответствующий сдвиг,

3) Далее осуществляется вызов полученного метода, передав в качестве аргумента искомый объект.

Рис. 5. Процедура поиска и вызова методов в Swift

В языке программирования Swift доступно около восьми типов указателей:

• UnsafeMutablePointer<T>

• UnsafePointer<T>

• UnsafeMutableBufferPointer<T>

• UnsafeBufferPointer<T>

• UnsafeMutableRawPointer

• UnsafeRawPointer

• UnsafeMutableRawBufferPointer

• UnsafeRawBufferPointer

Изменяемые указатели (mutable) позволяют записывать любые данные в память.

21

"Сырые" указатели (или не типизированные, raw) позволяют пользователю вначале указать тип данных, с которым он будет работать в памяти, и потом уже выполнять нужные операции.

Буферизированные указатели позволяют работать с данными как с коллекцией. Strideable указатели (такие как UnsafeMutablePointer, UnsafePointer, UnsafeMutableRawPointer и UnsafeMutableRawBufferPointer) позволяют выполнять стандартные арифметические операции над указателями.

Для определения размера инициализированного объекта структуры мы можем воспользоваться специальным классом с обобщенным типом - MemoryLayout, указав в качестве обобщенного типа необходимую структуру. У класса MemoryLayout имеется статическое свойство, size, которое возвращает нам размер структуры.

Для структуры Point, вызов свойства size вернет значение, равное 16 байт. Данное значение, в большинстве случаев, рассчитывается с помощью простой формулы: (количество свойств в структуре) * (MemoryLayout<StructureName>.alignment).

Однако, существуют исключения которые позволяют оптимизировано и более эффективно использовать память в языке программирования Swift. Рассмотрим пример с той же самой структурой, только с дополнительным свойством, тип которого определен как boolean. Несмотря на то, что тип boolean фактически занимает 1 бит памяти (где 1 это истина, а 0 - ложь), в классической схеме, в памяти используется 1 байт для операций чтения и записи, так как адресация происходит с размером, равным машинному слову.

В Swift размер структуры Point будет зависеть от расположения булевого свойства в структуре. Если оно располагается не в конце структуры, то ее размер будет 24 байта. Если же расположить булевое свойство в конец структуры, то размер структуры примет значение 17 байт (где размер первых двух полей с типом Int это 16 байт + 1 байт для булевого поля). Заключение

В данной статье были рассмотрены основные механизмы работы памяти для классов и структур в языке программирования Swift. Несмотря на то, что Swift это новый язык, он унаследовал основную часть механизмов из Objective-C, расширив свой функционал с использованием ссылочной семантики и семантики значений.

Список литературы

1. Официальная документация компании Apple, Memory Layout [Электронный ресурс], 2022. Режим доступа: https://developer.apple.com/documentation/swift/memorylayout/ (дата обращения: 22.03.2022).

2. Mike Ash. Конференция GOTO, Exploring Swift Memory Layout. [Электронный ресурс], 2016. Режим доступа: https://academy.realm.io/posts/goto-mike-ash-exploring-swift-memory-layout/ (дата обращения: 22.03.2022).

3. Mike Ash. Персональный блог, Exploring Swift Memory Layout. [Электронный ресурс], 2014. Режим доступа: https://www.mikeash.com/pyblog/friday-qa-2014-07-18-exploring-swift-memory-layout.html/ (дата обращения: 22.03.2022).