Liên thông

Swift không xuất hiện trên một nền tảng trống không. Mọi framework của Apple cũ hơn 2014 đều là Objective-C hoặc C ở bên dưới, và rất nhiều thứ trông như một API Swift thật ra là một bản dịch của chúng.

Phần lớn thời gian bản dịch ấy vô hình và miễn phí. Những trường hợp nó không vô hình cũng chẳng miễn phí thì đáng biết, vì đó là chỗ sinh ra những vấn đề hiệu năng bất ngờ và những cú sập bất ngờ.

Thứ gì đi qua được ranh giới Objective-C

Chỉ một phần của Swift diễn đạt được bằng Objective-C. Một kiểu nhìn thấy được từ Objective-C khi nó là một class kế thừa NSObject và được đánh dấu @objc, và chỉ những thành viên có chữ ký diễn đạt được mới đi qua cùng nó:

@objc final class Analytics: NSObject {
    @objc func track(_ event: String) { … }              // ổn
    func record(_ result: Result<Int, Error>) { … }      // chỉ Swift: không có tương đương Objective-C
}

Struct, enum có giá trị đi kèm, generic, tuple, protocol có associated type, và existential kèm mệnh đề where đều không có cách biểu diễn trong Objective-C. Chúng không gây lỗi trừ khi bạn đánh dấu @objc — đơn giản là chúng không nhìn thấy được từ phía bên kia.

@objcMembers đặt trên một class phơi ra mọi thứ có thể phơi, việc này tiện và thường là quá rộng. Nó đưa cả class vào điều phối thông điệp cho mọi thứ Objective-C nhìn thấy được, kèm những cái giá đã mô tả ở chương điều phối.

Các kiểu được bắc cầu

Một số kiểu tự chuyển đổi ở ranh giới:

Swift	Objective-C
String	NSString
Array	NSArray
Dictionary	NSDictionary
Set	NSSet
Int, Double	NSNumber
Data	NSData
Error	NSError

Việc chuyển đổi không phải lúc nào cũng miễn phí, và đây là phần khiến người ta bất ngờ. String sang NSString thường rẻ vì phần lưu trữ hay dùng chung được. Array sang NSArray có thể phải sao chép từng phần tử — và nếu các phần tử là kiểu giá trị của Swift thì mỗi cái phải được đóng hộp riêng.

let points: [CGPoint] = …
someObjectiveCAPI.process(points)     // chi phí bắc cầu tỷ lệ với số phần tử

Trong một vòng lặp trên một mảng lớn, cái giá đó là có thật. Cách chữa không phải là né API mà là vượt ranh giới một lần với cả tập hợp thay vì vượt nhiều lần với từng mẩu.

Tính nullable, và một header không có chú thích thì sao

Tham chiếu trong Objective-C có thể null; của Swift thì không. Cây cầu dựa vào các chú thích trong header:

- (nullable NSString *)nameForID:(NSInteger)identifier;      // nhập vào thành String?
- (nonnull NSString *)displayName;                            // nhập vào thành String
- (NSString *)legacyName;                                     // nhập vào thành String!

Cái thứ ba mới nguy hiểm. Một phương thức không có chú thích được nhập vào thành một optional được mở ngầm — Swift sẽ không bắt bạn kiểm tra nó, và nó sẽ sập ngay tại chỗ dùng nếu nó là nil.

Khi bọc một thư viện Objective-C cũ, thay đổi có giá trị cao nhất là thêm NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN / NS_ASSUME_NONNULL_END vào các header rồi đánh dấu những chỗ thật sự nullable. Việc đó biến cả một lớp các cú sập lúc chạy thành những optional lúc biên dịch.

Lỗi đi qua ranh giới

Objective-C báo lỗi bằng một tham số ra NSError ** và một giá trị trả về BOOL. Swift nhập khuôn mẫu đó vào thành throws:

- (BOOL)saveToURL:(NSURL *)url error:(NSError **)error;

try document.save(to: url)

Bản dịch mang tính máy móc và chạy tốt. Theo chiều ngược lại, một Error của Swift trở thành một NSError với domain, code và userInfo — nên một lỗi kiểu enum của Swift khi đi sang Objective-C sẽ mất các giá trị đi kèm, trừ khi kiểu đó tuân thủ CustomNSError và cung cấp chúng trong errorUserInfo.

C, và các kiểu con trỏ

Các API của C được nhập vào với con trỏ ánh xạ sang họ Unsafe của Swift:

C	Swift
const void *	UnsafeRawPointer
void *	UnsafeMutableRawPointer
const int *	UnsafePointer<Int32>
int *	UnsafeMutablePointer<Int32>
char *	UnsafeMutablePointer<CChar>

Quy tắc tối quan trọng về tất cả những thứ này: một con trỏ lấy được bên trong một closure with… chỉ hợp lệ bên trong closure đó.

// Sai — con trỏ treo lơ lửng ngay khi closure trả về
var escaped: UnsafePointer<UInt8>?
data.withUnsafeBytes { escaped = $0.baseAddress?.assumingMemoryBound(to: UInt8.self) }

// Đúng — hãy làm việc ngay bên trong
data.withUnsafeBytes { buffer in
    cLibraryFunction(buffer.baseAddress, buffer.count)
}

Swift có thể cấp phát một vùng đệm tạm trong suốt lời gọi rồi giải phóng nó sau đó, nên con trỏ đã thoát ra không chỉ là cũ — nó trỏ vào vùng nhớ đã được trả lại. Lỗi sinh ra thì lúc có lúc không và trông như dữ liệu bị hỏng, tổ hợp tệ nhất có thể.

Với chuỗi kiểu C, withCString lo cả phần mã hóa lẫn phần vòng đời:

name.withCString { pointer in
    c_register_name(pointer)
}

Khi nào nên tự viết cây cầu

Gọi thẳng một API C hay Objective-C từ code ứng dụng sẽ rải sự mất an toàn ra khắp codebase. Khuôn mẫu giữ nó lại một chỗ là một lớp bọc Swift mỏng ở ranh giới:

struct ImageDecoder {
    func decode(_ data: Data) throws -> Image {
        try data.withUnsafeBytes { buffer in
            var handle: OpaquePointer?
            guard c_decode(buffer.baseAddress, buffer.count, &handle) == 0 else {
                throw DecodeError.malformed
            }
            defer { c_free(handle) }
            return Image(handle: handle)
        }
    }
}

Một kiểu sở hữu các lời gọi không an toàn, các vòng đời và phần dịch lỗi, còn mọi thứ phía trên nó là Swift bình thường với một chữ ký throws. Cái ranh giới ấy là nơi defer dọn dẹp thuộc về, và nó là chỗ duy nhất trong codebase cần được xem lại khi thư viện C thay đổi.