[iOS]Block系列探究三 - Block存儲域

咱們知道應用程序的內存分配有四個區：

• 程序區域（.text區）- 存放函數體的二進制代碼。
• 數據區域（.data區）- 主要包括靜態全局區（全局變量和靜態變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態變量在一塊區域，未初始化的全局變量和未初始化的靜態變量在相鄰的另外一塊區域，程序結束後有系統釋放。）和常量區（常量字符串就是放在這裏的。程序結束後由系統釋放。），若是要站在彙編角度細分的話還能夠分爲不少小的區。
• 堆 - 通常由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結束時可能由操做系統回收。注意它與數據結構中的堆是兩回事，分配方式相似於鏈表。先進先出（FIFO）。
• 棧 - 由編譯器自動分配釋放，存放函數的參數值，局部變量的值等。其操做方式相似於數據結構中的棧。後進先出（LIFO）。

那麼block做爲OC對象是建立在哪一個區上呢？這篇文章咱們來探究一下。

1、block對象的種類

block是一個NSBlock對象，NSBLock的聲明以下：

@interface NSBlock : NSObject <NSCopying>

+ (id)alloc;
+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone { }*)arg1;

- (id)copy;
- (id)copyWithZone:(struct _NSZone { }*)arg1;
- (void)invoke;
- (void)performAfterDelay:(double)arg1;

@end
複製代碼

NSBlock有三個子類，分別是：

• _NSConcreteGlobalBlock - 數據區域（.data區）
• _NSConcreteMallocBlock - 堆
• _NSConcreteStackBlock - 棧

接下來咱們分別研究一下這三種block。

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1.1 _NSConcreteGlobalBlock

_NSConcreteGlobalBlock，顧名思義，全局block。如下兩種狀況初始化block時，生成的block爲_NSConcreteGlobalBlock：

• 在生命全局變量的地方初始化Block；
• 不捕獲非靜態局部變量。

代碼以下：

/** 全局變量 */
int global_count = 10;
/** 靜態全局變量 */
static int static_global_count = 10;

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    /** 靜態局部變量 */
    static int static_count = 10;
    
    void (^block)(void) = ^ {
        global_count = 11;
        static_global_count = 11;
        static_count = 11;
    };
    
    block();
    return 0;
}

複製代碼

咱們打斷點看一下，捕獲捕獲全局變量或者靜態局部變量時，block爲_NSConcreteGlobalBlock，斷點截圖以下：

總結來講，block實現的內容不依賴於執行時的狀態（捕獲的變量所在的內存），因此整個程序中只須要一個實例。此時將block存儲在與全局變量相同的數據區域便可。

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1.2 _NSConcreteStackBlock

_NSConcreteStackBlock爲棧block，在ARC環境下，捕獲局部變量、成員變量，且沒有被強引用的block都是_NSConcreteStackBlock。

1.2.1 捕獲局部變量

OC代碼以下：

int main(int argc, const char * argv[]) {

    /** 局部變量 */
    int count = 10;
    
    /** 執行 或者使用void (^__weak block)(void)來指向block */
    ^{
        NSLog(@"%d", count);
    }();
    
    // 打印Block對象
    NSLog(@"Block對象：%@", ^{
        NSLog(@"%d", count);
    });

    return 0;
}
複製代碼

控制檯打印的信息以下：

Block對象：<__NSStackBlock__: 0x7ffeefbff568>
複製代碼

1.2.2 捕獲成員變量

OC代碼以下：

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, assign) int count;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    
    NSLog(@"Block對象：%@", ^{
        NSLog(@"%d", self.count);
    });
    ^{
        NSLog(@"%d", self.count);
    }();
}


@end
複製代碼

控制檯打印的信息以下：

Block對象：<__NSStackBlock__: 0x7ffee554b838>
複製代碼

總結來講，block實現的內容依賴於執行時的狀態，而且沒有被強引用，且做用域僅爲當前函數時，block爲_NSConcreteStackBlock，保存在棧上。

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1.3 _NSConcreteMallocBlock

_NSConcreteMallocBlock爲堆block，爲廣域變量。在如下狀況會被保存在堆上：

• 做爲函數的返回值；
• Cocoa框架的方法且方法命中含有usingBlock等時（待證明）；
• Grand Central Dispatch的API（待證明）；
• Etc.

1.3.1 做爲函數的返回值

當block做爲函數的返回值時，ARC環境下自動將block拷貝，擴大做用域，OC代碼以下：

/** 函數建立 */
typedef void (^block)(void);
block function(int num) {
    return ^{
        NSLog(@"%d", num);
    };
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    // 函數的返回值賦值
    void (^__weak block1)(void) = function(10);
    
    // 打印block1對象
    NSLog(@"block1對象：%@", block1);
    
    return 0;
}
複製代碼

控制檯打印的結果以下：

block1對象：<__NSMallocBlock__: 0x103804d30>
複製代碼

總結一下：由於block在函數內做爲局部變量，若是不進行拷貝的話，函數返回時block就銷燬了，因此ARC下系統幫咱們自動拷貝，MRC下直接編譯報錯，須要咱們手動拷貝block。

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系統對於block做爲參數時自動進行拷貝暫時沒有時間證明，以後我會補上這部份內容。抱歉。。。

1.3.2 三種block的拷貝效果

很少說，直接上表格：

Block的類	副本源的配置存儲域	賦值效果
_NSConcreteGlobalBlock	數據區	什麼也不作
_NSConcreteStackBlock	棧	從棧拷貝到堆
_NSConcreteMallocBlock	堆	引用計數增長

數據區中的_NSConcreteGlobalBlock執行拷貝操做什麼也不作的緣由是不須要，由於_NSConcreteGlobalBlock在進程結束後才銷燬，已是廣域變量了。

1.4 總結

判斷block是何種類型的變量分如下幾種狀況：

• 1：若是沒有捕獲變量或者捕獲靜態/全局變量（變量存儲在數據區）則爲_NSConcreteGlobalBlock
• 2：若是捕獲局部變量（變量存儲在棧或堆）而且未被強引用則爲_NSConcreteStackBlock
• 3：若是是_NSConcreteStackBlock而且被強引用則爲_NSConcreteMallocBlock