Dispatch란 어떠한 메소드를 호출할 것인지 결정하여 그것을 실행한다.

1. Static Dispatch & Dynamic Dispatch

Swift에서는 Static Dispatch와 Dynamic Dispatch 두가지 방식이 있다.

1-1. Static Dispatch (Direct Call)

Static Dispatch는 '컴파일타임'에 호출될 함수를 결정하며, 런타임때 실행한다.

컴파일타임에 결정이 되기 때문에 성능상 이점이 있음

1-2. Dynamic Dispatch

Dynamic Dispatch는 '런타임'에 호출될 함수를 결정한다.

Swift에서는 클래스마다 함수 포인터들의 배열인 vTable(Virtual Dispatch Table)이라는 것을 유지한다.

하위 클래스가 메서드를 호출할 때, 이 vTable 를 참조하여 실제 호출할 함수를 결정한다.

이 과정들이 "런타임"에 일어나기 때문에 성능상 손해를 보게 된다.

2. Swift에서의 Dispatch

2-1. Reference Type에서의 Dispatch

Reference Type의 Class는 상속의 가능성이 있다.

서브 클래스에서 함수를 호출할 수 있기 때문에, Dynamic Dispatch를 사용한다.

자주 사용하는 Class의 경우 Dynamic Dispatch를 사용한다.

그 이유는 '오버라이딩'의 가능성 때문이다.

class ClassA {
    func callHello() {
        print("Hello ClassA!")
    }
}
 
class ClassB: ClassA { }

ClassA에서 callHello라는 메소드를 만들고

ClassB에서 ClassA를 상속받고 있지만 callHello를 오버라이딩 하지 않았음

let classA: ClassA = ClassB()
classA.callHello() //Hello ClassA!

변수를 ClassA로 지정하고 ClassB 인스턴스를 초기화할때

callHello는 오버라이딩 되지 않았기 때문에 무조건 변수 타입인 ClassA의 callHello가 호출된다.

class ClassA {
    func callHello() {
        print("Hello ClassA!")
    }
}
 
class ClassB: ClassA {
   override func callHello() {
       print("Hello ClassB!")
    }
}

하지만 위처럼 하위클래스에서 callHello를 오버라이딩 한다면

let classA: ClassA = ClassB()
classA.callHello() //Hello ClassB!

변수 classA의 타입은 ClassA이지만 ClassB인스턴스를 업캐스팅 해서 가리키고 있기 때문에

ClassA의 callHello가 아닌 ClassB의 callHello를 참조해야 한다.

이처럼 컴파일러는 클래스의 메소드가 하위클래스에서 오버라딩이 될 경우를 대비하여

상위클래스의 메소드를 참조해야하는지 하위클래스의 메소드를 참조해야하는지 확인하는 작업을 '런타임'에 실행한다.

따라서 callHello라는 함수는 각 클래스마다 가지고 있는 vTable이란 것 내부에 함수 포인터로 두고,

실제 런터임 시점에 이것을 사용하여 어떤 메소드를 호출할지 결정한다.

첫번쨰 예제처럼 callHello를 아무데서도 오버라이딩을 하지 않을 수 있지만

결국에는 오버라이딩이 될 수 있다는 가능성 때문에 실제 오버라이딩 여부를 따지지 않고 무조건 vTable을 참조하여 실행한다.

모든 하위클래스에는 고유한 상위클래스의 vTable 복사본이 존재하고, 이 vTable에는 이 클래스에서 오버라이딩 한 모든 메소드들을 가리키는 포인터가 있다.

만약 오버라이딩 하지 않은 메소드가 있다면 상위클래스의 함수 포인터가 있을것이고, 그렇지 않다면 하위클래스의 메소드의 포인터가 있을것이다.

이처럼, 런타임 과정에 해당클래스의 vTable에서 함수를 찾아 메모리 주소를 읽고, 그 주소로 점프를 하야 하기 때문에 성능상 손해가 생기는 것이다.

그럼에도 불구하고 성능이 안나오는 Dynamic Dispatch를 쓰는 이유는 OOP에서 오버라이딩을 하기 위하여 Dynamic Dispatch는 필수였던 것이다.

(이를 해결하는 Static Dispatch는 뒤에 설명.....)

2-2. Value Type에서의 Dispatch

Value Type인 구조체, 열거형은 상속을 할 수 없다는 특징 때문에

오버라이딩이 될 가능성이 없고, 따라서 Static Dispatch를 사용한다

위에서 Dispatch는 오버라이딩의 개념 때문에 Dynamic Dispatch로 동작했는데,

Value Type은 상속이 안 되니까 Static Dispatc가 가능한 것임

struct Human {
    func callHello() {
        print("Hello Human!")
    }
}

구조체의 경우 어디서 callHello란 함수를 불러도,

늘 Human이란 구조체 안의 함수가 불릴 것이 보장되기 때문에

런타임에 따로 추적할 필요가 없어서 컴파일 타임에 결정이 된다.

2-3. Protocol에서의 Dispatch

프로토콜은 기본적으로 메서드의 선언부만 제공하기 때문에,

실제 사용할 때 프로토콜 타입을 참조로만 사용할 경우,

해당 인스턴스 타입에 맞는 메서드를 호출해야 해서 Dynamic Dispatch를 사용한다.

protocol Human {
    func description()
}
 
struct Teacher: Human {
    func description() {
        print("I'm a teacher")
    }
}
 
struct Student: Human {
    func description() {
        print("I'm a student")
    }
}

위와같이 Human이란 프로토콜이 있고,

Teacher, Student라는 구조체에서 Human이란 프로토콜을 준수하고 있을때

let teacher: Teacher = .init()
teacher.description() //I'm a teacher
 
let student: Student = .init()
student.description() //I'm a student

해당 구조체에 한해서만 description이 불릴 것이기 때문에,

protocol 또한 Static Dispatch로 작동해도 될 것 같지만

만약 아래와 같이 Protocol을 타입으로 사용해서

해당 인스턴스들의 description이란 메서드를 실행할 경우에는

var human: Human = Teacher()
human.description() //I'm a teacher
 
human = Student()
human.description() //I'm a student

아까 Human이란 클래스 타입에서 상위 클래스인지 하위클래스인지 확인 했던 작업처럼

프로토콜 타입으로 해당 인스턴스 타입에 맞는 메소드를 확인하여 호출해주어야 하기 때문에,

Static Dispatch처럼 description이 호출되는 타입을 지정해놓을 수가 없어서

이때는 Dynamic Dispatch를 사용한다.

자료출처 https://babbab2.tistory.com/143