Swift中existential containers是否用Copy on Write？带protocol type参数的函数调用会堆分配吗？

核心结论：调用参数为 protocol type（存在类型，existential type）的函数是否触发堆分配，取决于三个条件：实例的内存大小、实例是否实现 Copy on Write（COW）机制、编译优化等级。 #

具体规则 #

• 内存小于等于 existential 内联缓冲区的实例不会触发堆分配
  Swift 中默认的 existential container 固定占用3个机器字（64位系统下为24字节），包含1个3字长的内联值缓冲区、1个类型元数据指针、1个协议目击表指针。如果传入的值类型实例内存大小不超过3个机器字，会直接存储在内联缓冲区中，全程不会产生堆分配。
• 超出内联缓冲区的非COW实例会触发堆分配
  如果实例内存超过内联缓冲区大小，且该类型没有实现COW机制，那么将实例赋值给 protocol type 变量、或者作为 protocol type 参数传递给函数时，会将完整实例拷贝到堆内存，existential container 仅存储堆地址，此时会产生一次堆分配。
• COW类型实例传递给非inout参数不会产生新堆分配
  如果实例类型本身实现了COW机制，你将它作为非inout的 protocol type 参数传递时，仅会对底层堆实例的引用计数+1，不会触发新的堆分配。只有当你通过inout参数修改实例、或者对参数做可变操作时，才会触发写时复制，产生新的堆分配。
• 泛型约束参数完全避免堆分配
  如果你将函数参数替换为带协议约束的泛型参数（即写法为 func test<T: MyProtocol>(param: T)，而非 func test(param: MyProtocol)），编译器会为每个传入的具体类型生成特化的函数版本，不需要借助 existential container 做类型擦除，无论实例大小都不会产生堆分配，是性能敏感场景的首选方案。

额外优化提示 #

开启 Release 模式编译优化（-O 参数）后，编译器会自动执行装箱消除（Box Elimination）优化，大量场景下可以直接消除 protocol type 参数的堆分配开销，不需要手动修改代码。 #

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Yuji